[发明专利]混合集成Michelson式光纤微流芯片

权利要求书

1.一种微流物质通道与光波通道混合集成的双芯光纤微流芯片，这种光纤微流芯片是将微流物质通道和倏逝感测光场以及微型光学干涉仪集成在一根光纤上，可实现流体物质中的浓度、折射率、化学物质等的实时监测与在线测量，其主要特征是：(一)所述光纤微流芯片包含一个或多个空气孔1-1作为微流物质通道，还包含两个纤芯1-2和1-3作为光波导通道，纤芯1-2与微流物质通道紧邻，以便纤芯1-2中光波的倏逝场与微流物质发生相互作用，纤芯1-3远离微流物质通道，可作为光波的参考或对比通道，如图1所示；(二)该光纤微流芯片的一端通过加热的方法实施了拉锥处理，形成了光纤内的耦合器2-4，另一端镀有高反射金属膜或多层介质反射膜2-5，从而在光纤内部构成了一个光学Michelson干涉仪，与微流物质通道2-1紧邻的纤芯2-2构成了干涉仪的测量臂，而远离微流物质通道的纤芯2-3构成了干涉仪的参考臂，如图2所示；(三)该光纤微流芯片的微流物质通道靠近锥体耦合处垂直于光纤表面开有一个微孔，作为微流物质的输入通道2-6，而另一端的微流物质通道开放端则作为输出通道。

2.根据权利要求1所述的微流物质通道与光波通道混合集成的双芯光纤微流芯片，其特征是：所述的光纤是具有对称的两个空气孔3-1和3-2的双芯光纤，这种光纤具有两个纤芯，一个位于光纤中心3-3，紧邻两个作为微流物质通道的空气孔；另一个纤芯3-4远离两个微流物质通道孔，如图3所示。

3.根据权利要求1所述的微流物质通道与光波通道混合集成的双芯光纤微流芯片，其特征是：所述的光纤是环形纤芯5-1围裹着微流物质通道孔的双芯光纤，这种光纤具有两个纤芯，一个纤芯位于中心空气孔的内壁，构成了环形波导层纤芯，该纤芯围裹着位于光纤中心的空气孔5-2，该空气孔作为微流物质通道；另一个纤芯5-3远离微流物质通道孔，如图5所示。

4.根据权利要求1所述的微流物质通道与光波通道混合集成的双芯光纤微流芯片，其特征是：所述的光纤是环形纤芯7-1围裹着微流物质通道孔的双芯光纤，这种光纤具有两个纤芯，一个纤芯7-2位于光纤的中心，而另一个纤芯处于远离中心的空气孔的内壁，构成了环形波导层纤芯，该纤芯围裹着空气孔7-3，该空气孔作为微流物质通道，如图7所示。

5.根据权利要求1所述的微流物质通道与光波通道混合集成的双芯光纤微流芯片，其特征是：所述的光纤微流芯片内部具有Michelson干涉仪的光学结构，干涉仪的一端与一个三端口光纤环形器9-1将微流芯片9-2、光源9-3和光谱仪9-4相互连接起来，该光纤微流芯片的物质通道与外部的液体注入泵9-5相连，而排出的液体则与废液池9-6相连接，构成芯片的应用测量系统，如图9所示。