[实用新型]一种集成有太赫兹光电导天线的双层微流控芯片

说明书

本发明公开了一种集成有光电导天线的双层微流控芯片，上、下层分别是盖片和基片，该微流控芯片制造方法简单，可以通过控制粘合玻璃的双面胶的厚度来控制探测区液体池的深度；将太赫兹光电导天线与微流控芯片结合起来，对有机液态生物样品进行探测，同时简化了步骤，节约了材料，克服了COC材料不能检测有机样品的缺陷；耐高温、耐腐蚀性能强，透射式太赫兹时域光谱系统中微流控芯片测量液体样品的灵敏度较高，并且该材料重复利用率高，降低了成本；微流控芯片易清洗且可重复使用，微流控芯片沟道形状及厚度尺寸的设计是根据流体力学、各种生物分子线度及太赫兹探测区域半径等因素设计的，对大部分有机溶液样品的太赫兹光谱检测都适用。

技术领域

本实用新型属于太赫兹时域光谱测量技术领域，具体涉及一种集成有太赫兹光电导天线的双层微流控芯片。

背景技术

电磁波谱技术，利用电磁波的不同波段与物质的分子、电子和原子核的特定运动方式和能量状态有关的特点,以辨认生物活性物质,了解其结构的有序性和组分的运动方式、代谢过程及能量状态,以至直接观测活体的一种技术。根据物质对特定波段电磁波反应方式的不同,又可分为吸收光谱技术、反射光谱技术(荧光和磷光)、振动光谱技术(红外与拉曼光谱技术)、旋光色散与圆二色技术、核磁共振技术、电子自旋共振技术和穆斯堡尔谱技术等电磁波谱技术作为人类认识世界的工具，扩展了人们观察世界的能力，而太赫兹光谱技术作为新兴的光谱技术能够与红外、拉曼光谱技术形成互补，在某些方面发挥着不可替代的作用，太赫兹时域光谱技术作为太赫兹光谱技术的典型代表有很高的探测信噪比和较宽的探测带宽，探测灵敏度很高，可以广泛应用于多种样品的探测。近些年，随着半导体、电子学和超快光学等技术的发展，使太赫兹的产生和探测技术日渐成熟，使太赫兹光谱技术广泛的应用于生物、物理、化学、安检和成像等诸多领域。THz-TDS技术是太赫兹光谱技术的典型代表，是一种非常有效的相干探测技术。THz时域光谱技术的基本原理是利用飞秒脉冲产生并探测时间分辨的THz电场，通过傅立叶变换获得被测物品的光谱信息，由于大分子的振动和转动能级大多在THz波段，而大分子，特别是生物和化学大分子是具有本身物性的物质集团，进而可以通过特征频率对物质结构、物性进行分析和鉴定。其中太赫兹波的产生和探测是很关键的问题，然而开发太赫兹波的研究相对较少。随着半导体技术的发展，光电导天线得到了广泛的关注，多种半导体材料的光电导天线开始应用于产生和探测连续太赫兹波。光电导天线是由通过欧姆接触制作在光电导体表面上的两个合金电极组成。用光子能量大于半导体禁带宽度的飞秒激光脉冲激励直流偏置的光电导体,在半导体的导带和价带分别产生瞬态的光生电子和空穴。根据Maxwell电磁理论，光生载流子的密度快速变化并且在直流偏置电压加速作用下产生太赫兹电磁波通过天线辐射到自由空间，通常用硅透镜附加在天线的对面用来增加耦合效率和在很短的距离内产生法向辐射的太赫兹波。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种集成有光电导天线的双层微流控芯片，制作工艺简单，易于操作，节约材料，可以对有机溶液样品进行探测。

一种集成有光电导天线的双层微流控芯片，包括通过双面胶贴片(13)粘合在一起的基片(2)和盖片(3)；双面胶贴片(13)包括一端开口的方框结构贴片以及设置在开口处的方形贴片；方形贴片与方框结构贴片内部三个侧面留有空隙，形成微流控通道，两侧的两个空隙分别形成进液通道(11)和出液通道(12)，中间的空隙形成探测区(10)；粘合在一起的基片(2)和盖片(3)的两个外表面分别设置有中心对准的第一太赫兹光电导天线(4)和第二太赫兹光电导天线(7)；基片(2)和盖片(3)均采用石英玻璃制作。

进一步的，基片(2)上第一光电导天线(4)的两侧分别通过粘贴的第一铜片(5)和第二铜片(6)将电极引出；

进一步的，盖片(3)上第二光电导天线(7)的两侧分别通过粘贴的第三铜片(8)和第四铜片(9)将电极引出。

较佳的，第一太赫兹光电导天线(4)和第二太赫兹光电导天线(7)均采用LT-GaAs薄膜制作。

较佳的，双面胶贴片(13)厚度为0.2mm。