基于狹縫波導的血糖檢測裝置制造方法
【專利摘要】一種基于狹縫波導的血糖檢測裝置，包括一個直波導和一個微環波導構成，所述直波導與微環波導之間的環形狹縫區域是一條直線與一個圓弧圍成的區域，直線與圓弧之間最短距離位于通過圓弧圓心與直線垂直的直線上，設定直線與圓弧之間的最短距離為50～80nm，所述環形狹縫區域為供待檢測血液樣本流過的檢測通道，所述直波導材料的折射率比血液樣本的折射率高。本實用新型提供一種在滿足高檢測效率和快速響應的同時，簡化結構、減少尺寸、降低成本的基于狹縫波導的血糖檢測裝置。
【專利說明】基于狹縫波導的血糖檢測裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及血糖檢測領域，尤其是一種血糖檢測裝置。
【背景技術】
[0002]現有的血糖檢測技術中，常規血糖檢測為有創檢測，醫療就診慢，效率低，智能化不聞。
[0003]有人提出利用微波技術來實現血糖檢測，例如專利號為200710200028.X，發明名稱為:無創快速血糖檢測儀的中國發明專利申請。利用微波技術來實現血糖檢測，檢測的快速性較好，存在的技術缺陷:整個檢測設備的結構復雜、尺寸較大、響應較慢，且成本較高。
[0004]2004年，美國康奈爾大學Michal Lipson教授研究組首次提出了狹縫波導的概念(Almeida VR, Xu Q, Barrions CA et al..Guiding and confining light in voidnanostructure[J].0pt.Lett., 2004, 29 (II):1209 ?1211 ;Almeida VR, Xu Q, BarrionsCA,等，納米結構空隙中光的傳導與限制，光學快報，2004，29 (11):1209?1211)，并通過理論和實驗證實了具有高折射率差的納米量級光波導結構可將光場限制在低折射率的狹縫中傳輸。波導結構包括兩側的高折射率波導芯(典型如Si材料)和中間的低折射率狹縫介質區(比如空氣，流體或Si02等)，狹縫介質區寬度一般小于lOOnm，該波導結構顯示出了與傳統光波導不同的特性，即可將光能流限制在低折射率狹縫中?；诖颂匦钥梢栽O計各種應用于光通信和光傳感的新型光學功能性器件，因而受到相關領域研究者的廣泛關注。
【發明內容】
[0005]為了克服已有血糖檢測技術的結構復雜、尺寸較大、成本較高的不足，本實用新型提供一種在滿足高檢測效率和快速響應的同時，簡化結構、減少尺寸、降低成本的基于狹縫波導的血糖檢測裝置。
[0006]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0007]—種基于狹縫波導的血糖檢測裝置，包括一個直波導和一個微環波導構成，所述直波導與微環波導之間的環形狹縫區域是一條直線與一個圓弧圍成的區域，直線與圓弧之間最短距離位于通過圓弧圓心與直線垂直的直線上，設定直線與圓弧之間的最短距離為50?80nm，所述環形狹縫區域為供待檢測血液樣本流過的檢測通道，所述直波導材料的折射率比血液樣本的折射率高。
[0008]進一步，所述血糖檢測裝置還包括傳出部分，所述傳出部分包括一根總線波導、光電轉換模塊和信息上傳模塊，所述環形狹縫波導的光場信號輸出端與所述總線波導連接，所述總線波導與所述光電轉換模塊連接，所述光電轉換模塊與所述信息上傳模塊連接。
[0009]更進一步，所述直波導材料的折射率比所述環形狹縫波導的折射率高2.0以上，只要所述直波導材料的折射率比所述環形狹縫波導的折射率高即可，例如高1.0等其他數值；折射率相差越大，越有利于對光的約束，因此，波導的尺寸可以制作的很小，集成度更聞。[0010]所述直波導材料為硅材料，該方案只是一個優選的案例，硅的折射率為3.48，供待檢測血液樣本的折射率為1.46 (也可以為其他折射率)，波導區和狹縫區的折射率差為
2.02 ;當然，所述直波導材料也可以選用其他材料，例如氮化硅材料、砷化鎵材料等。
[0011]本實用新型的技術構思為:檢測對象為微創獲取的血液樣本,檢測內容為血糖檢測，血糖檢測的基本傳感單元為一根直波導和一個微環波導所構成的狹縫波導，血液樣本的折射率會隨著血糖濃度的變化而發生變化，而折射率的變化會引起光通過直波導與微環之間的狹縫波導結構時的光程變化，并進而改變微環波導的諧振波長，通過檢測諧振波長的變化可以檢測血液樣本的血糖濃度值。
[0012]本實用新型的有益效果主要表現在:1、狹縫波導中光場變化明顯而且迅速，具有方便，高效的特點；2、本實用新型為微型芯片結構，具有集成度高、微創、安全的特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1-1是基于狹縫波導的血糖檢測裝置示意圖,其中，straight waveguide:直波導，slot:狹縫，micro-ring:微環，Bus:總線波導。
[0014]圖1-2是檢測部分結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本實用新型作進一步描述。
[0016]參照圖1，一種基于狹縫波導的血糖檢測裝置，包括一個直波導和一個微環波導構成，所述直波導與微環波導之間的環形狹縫區域是一條直線與一個圓弧圍成的區域，直線與圓弧之間最短距離位于通過圓弧圓心與直線垂直的直線上，設定直線與圓弧之間的最短距離為50?80nm，所述環形狹縫區域為供待檢測血液樣本流過的檢測通道，所述直波導材料的折射率比血液樣本的折射率高。
[0017]進一步，所述血糖檢測裝置還包括傳出部分，所述傳出部分包括一根總線波導、光電轉換模塊和信息上傳模塊，所述環形狹縫波導的光場信號輸出端與所述總線波導連接，所述總線波導與所述光電轉換模塊連接，所述光電轉換模塊與所述信息上傳模塊連接。
[0018]更進一步，所述直波導材料的折射率比所述環形狹縫波導的折射率高2.0以上。只要所述直波導材料的折射率比所述環形狹縫波導的折射率高即可，例如高1.0等其他數值；折射率相差越大，越有利于對光的約束，因此，波導的尺寸可以制作的很小，集成度更聞。
[0019]所述直波導材料為娃材料，該方案只是一個優選的案例，娃的折射率為3.48,供待檢測血液樣本的折射率為1.46 (也可以為其他折射率)，波導區和狹縫區的折射率差為
2.02 ;當然，所述直波導材料也可以選用其他材料，例如氮化硅材料、砷化鎵材料等。
[0020]本實施例的檢測部分為血糖檢測組件。血糖檢測組件由一根直波導和一個微環波導構成，直波導與微環之間的狹縫區域是一條直線與一個圓弧圍成的區域，直線與圓弧之間最短距離位于通過圓弧圓心與直線垂直的直線上，設定直線與圓弧之間的最短距離為50?80nm。檢測部分結構如圖1_2所示。檢測部分傳感的物理量是微環波導中諧振波長的變化。
[0021]本實施例的基于狹縫波導的血糖檢測裝置是環形狹縫波導以及總線波導組成。舉例說明:所有的直波導區域材料均為硅，供待檢測血液樣本的折射率為1.46，硅和供待檢測血液樣本的折射率分別為3.48和1.46，波導區和狹縫區折射率差為2.02。由于波導區和環形狹縫區的折射率差很大，有利于對光的約束，因此波導尺寸可以制作得很小，集成度更高。具體實施實例如下:
[0022]首先，需利用血糖正常的血液樣本進行標定測試，狹縫區域最小尺寸為50nm，在狹縫中通過正常血液，并在高折射率直波導中通光后，測試微環的諧振波長作為標定波長。之后在狹縫中通入待檢血液樣本，并在高折射率直波導中通光后觀察微環的諧振波長，如果諧振波長與標定波長相同，表明待檢血液樣本血糖濃度正常，如果諧振波長與標定波長不同，表明待檢血液樣本血糖濃度異常，如果諧振波長減小表明血糖濃度偏高，如果諧振波長增大表明血糖濃度偏低。
[0023]總線波導輸出的信號通過光電轉換模塊轉化為電信號，再通過信息上傳模塊，將轉換成電信號的傳感信息進行包封，通過PC機上傳至互聯網，與專用醫療機構進行快速信息交互。專用醫療機構之間使用光纖實現大帶寬數據通信。
【權利要求】
1.一種基于狹縫波導的血糖檢測裝置，其特征在于:包括一個直波導和一個微環波導構成，所述直波導與微環波導之間的環形狹縫區域是一條直線與一個圓弧圍成的區域，直線與圓弧之間最短距離位于通過圓弧圓心與直線垂直的直線上，設定直線與圓弧之間的最短距離為50?80nm，所述環形狹縫區域為供待檢測血液樣本流過的檢測通道，直波導材料的折射率比血液樣本的折射率高。
2.如權利要求1所述的基于狹縫波導的血糖檢測裝置，其特征在于:所述血糖檢測裝置還包括傳出部分，所述傳出部分包括一根總線波導、光電轉換模塊和信息上傳模塊，所述環形狹縫區域的光場信號輸出端與所述總線波導連接，所述總線波導與所述光電轉換模塊連接，所述光電轉換模塊與所述信息上傳模塊連接。
3.如權利要求1或2所述的基于狹縫波導的血糖檢測裝置，其特征在于:所述直波導材料的折射率比所述環形狹縫區域的折射率高2.0以上。
4.如權利要求1或2所述的基于狹縫波導的血糖檢測裝置，其特征在于:所述直波導材料為硅材料。
【文檔編號】G01N21/17GK203479692SQ201320489010
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年8月12日 優先權日:2013年8月12日
【發明者】李塘, 林宣懷, 樂孜純 申請人:浙江工業大學
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