衰減全反射光學測量平臺制造技術

本發明專利技術公開了一種衰減全反射光學測量平臺，涉及光學測量技術，包括底座、轉動臂、固定臂、測試部件等；測試部件為光波導測試裝置或光波導生化傳感器測試裝置或棱鏡全反射測試裝置。固定臂與固定圓盤成一整體，轉動臂與固定圓盤同軸轉動連接，轉動臂通過緊固螺釘鎖定；固定臂與固定圓盤置于底座上方，與底座固定連接，轉動臂位于底座與固定圓盤之間；測角轉盤置于固定圓盤上方，與固定圓盤同軸固定連接；測試部件通過自身支桿固定在測角轉盤上，光源和探測器分別固定到各自支架上，光源支架和探測器支架再通過支桿分別固定到固定臂和轉動臂上，光源光穿過測試部件后被探測器接收。本發明專利技術裝置入射角準確可調，可靈活接收出射光，重復性和通用性好。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及光學測量
，是一種基于耦合棱鏡的衰減全反射光學測量平 臺，用于測試光波導導波特性、光波導傳感器特性、表面等離子體共振傳感器特性、薄膜樣 品厚度和折射率、溶液濃度等。
技術介紹
衰減全反射技術是一種重要的光學技術，在光耦合、光傳感、光譜分析、薄膜樣品 測試等許多方面具有廣泛應用。光在棱鏡底面發生全反射時會產生消逝場，該消逝場可用 于激發表面等離子體激元(SPP)，光波導導模，熒光、拉曼信號、SHG信號，也可被分子吸收， 使得反射光能量被衰減。棱鏡全反射器在光波導器件、表面等離子體共振(SPR)傳感器中 常被作為光耦合器使用，而棱鏡全反射器本身也是一種重要的消逝波敏感器件，常被用于 薄膜試樣分析、液體濃度探測以及吸附分子的光譜測試等方面。現有的棱鏡衰減全反射裝 置比較專一，通用性差，不能兼顧上述各種用途。尤其是基于棱鏡耦合的光波導傳感器在使 用時常采用分離器件進行組裝和光路調試，不便于操作，系統穩定性不高，測試重復性差。 目前還缺少可用于測試光波導傳感器的小型化衰減全反射測量系統，更缺少既可用于光波 導測試、又可用于SPR測試、還可進行棱鏡全反射測量的通用性測試平臺。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種小型化衰減全反射光學測量平臺，其結構簡單實用，操 作方便，用途廣泛，解決了現有相關裝置的器件分離、操作復雜、精度不高、穩定性和重復性 差、缺少通用性的問題。為實現上述目的，本專利技術的技術解決方案是一種衰減全反射光學測量平臺，包括底座、轉動臂、固定臂、固定圓盤、測角轉盤、 光源、光源支架、探測器、探測器支架、測試部件及支桿；其中，在固定圓盤側面徑向凸設有固定臂，固定圓盤與固定臂成一整體，固定圓盤中心 通孔套設有軸，軸上端與固定圓盤固接，軸下端支于底座中心通孔中，固定臂與固定圓盤水 平置于底座上方，由至少三組螺釘和配套墊圈與底座固定連接，固定圓盤側面設有凹槽；固 定臂外端上表面有一凹槽；轉動臂內端通孔套于軸上，與固定圓盤同軸轉動連接，位于底座與固定圓盤之間， 轉動臂外端上表面有一凹槽；轉動臂內外兩端之間向上凸設螺釘支架，螺釘支架中心水平 螺設緊固螺釘，緊固螺釘內端頭與固定圓盤側凹槽相適配，通過緊固螺釘擠壓凹槽即鎖定 轉動臂；測角轉盤水平置于固定圓盤上方，測角轉盤底盤與固定圓盤同軸固定連接，測角 轉盤側面徑向凸設有角度微調螺桿，測角轉盤上轉動盤中心有通孔；固定臂外端凹槽中正交固接第一支桿下端，第一支桿上端可旋轉的固接光源支 架，光源固定在光源支架上；測角轉盤上轉動盤中心通孔內側壁中正交固接第二支桿下端周圓，第二支桿上端固接測試部件，第二支桿與軸共一中心軸線；轉動臂外端凹槽中正交固 接第三支桿下端，第三支桿上端可旋轉的固接探測器支架，探測器固定在探測器支架上；光 源、測試部件及探測器的中心到底座上表面的距離相同，光源、測試部件、探測器處于同一 水平面，光源光被耦合穿過測試部件后，被探測器接收。所述的衰減全反射光學測量平臺，其所述測試部件，為光波導測試裝置(專利技術專 利，申請號200910080063. 1，申請日2009年3月18日)或光波導生化傳感器測試裝置 (專利技術專利，申請號200910093766. 8，申請日2009年9月28日)或棱鏡全反射測試裝置其中之一。所述的衰減全反射光學測量平臺，其所述棱鏡全反射測試裝置，包括底盤、耦合棱 鏡、光傳感芯片、樣品槽、樣品槽緊固件、第二支桿，其中，耦合棱鏡為等腰直角棱鏡，耦合棱 鏡的一側面固接于底盤上表面，兩直角邊側面分別對向兩側的光源、探測器，耦合棱鏡的 底面與光傳感芯片背面緊貼連，光傳感芯片正面與樣品槽開口緊貼連，樣品槽底外側與樣 品槽緊固件緊貼連；樣品槽緊固件固接于底盤上表面；第二支桿上端正交固接于底盤下表 面，第二支桿的軸線與耦合棱鏡底面一直角邊垂直相交；使用時，將少許耦合液滴在光傳感芯片背面，然后將光傳感芯片背面緊貼耦合棱 鏡底面，再將樣品槽緊貼光傳感芯片正面，通過調節樣品槽緊固件，使樣品槽和光傳感芯片 緊夾在耦合棱鏡和樣品槽緊固件之間，并使樣品槽與光傳感芯片接觸處不漏水。所述的衰減全反射光學測量平臺，其所述耦合棱鏡，為玻璃或透光晶體制成；光傳 感芯片，為表面等離子體共振芯片或光波導芯片其中之一；樣品槽，由硅橡膠或聚四氟乙烯 材料制成；樣品槽緊固件包括壓塊、橫梁和緊固螺釘，橫梁下側固接于底盤上表面，緊固螺 釘水平螺設于橫梁中部，緊固螺釘內端有壓塊，外端為旋把；調節旋把，使壓塊將樣品槽和 光傳感芯片緊貼連，并使樣品槽與光傳感芯片接觸處不漏水。所述的衰減全反射光學測量平臺，其所述光源，為小型線偏振激光器或寬帶線偏 振平行光發射器其中之一。所述的衰減全反射光學測量平臺，其所述探測器，為光電池、光敏二極管、光電倍 增管或光纖光譜儀其中之一；當光源為小型線偏振激光器時，探測器用光電池、光敏二極管 或光電倍增管中的一種；當光源為寬帶線偏振平行光發射器時，探測器用光纖光譜儀。所述的衰減全反射光學測量平臺，其所述寬帶線偏振平行光發射器，包括一光纖 寬帶冷光源，一光纖準直器、光源支架、一線性偏振器、及一光纖；光纖一端與光纖寬帶冷光 源固定連接，另一端與光纖準直器后端固定連接，線性偏振器置于光纖準直器前端，光纖準 直器、線性偏振器分別固定在光源支架上，并使光纖準直器射出的平行光垂直穿過線性偏 振器；光源支架固接在第一支桿上端，第一支桿下端垂直固定在固定臂上，光源支架上設有 微調旋鈕，使光纖準直器射出的平行光束軸線與測角轉盤軸線垂直相交。所述的衰減全反射光學測量平臺，其當選用光纖光譜儀作為探測器時，需要如下 附件第二光纖、第二光纖準直器、探測器支架，第二光纖一端與光纖光譜儀固定連接，另一 端與第二光纖準直器固定連接，第二光纖準直器固定在探測器支架上，探測器支架固接在 第三支桿上端，第三支桿下端垂直固定在轉動臂上；從測試部件輸出的光束被第二光纖準 直器接收并聚焦到第二光纖端面，再由第二光纖傳輸到光纖光譜儀；光纖光譜儀與第一光 纖準直器之間以第三光纖相連接。所述的衰減全反射光學測量平臺，其所述寬帶線偏振平行光發射器與光纖光譜儀配合使用時，寬帶線偏振平行光發射器使用的光纖與光纖光譜儀使用的光纖，通過分叉光纖結構互聯形成三支四端的兩頭分叉光纖，使得寬帶線偏振平行光發射器中的第一光纖準直器通過分叉光纖同時與光纖冷光源和光纖光譜儀連接，光纖光譜儀又通過分叉光纖同時與作為光纖光譜儀附件的第二光纖準直器連接；當來自第一光纖準直器的平行光束照射到測試部件中的耦合棱鏡時，從被照射的耦合棱鏡鏡面反射的光束，通過調節測角轉盤的角度，使其沿原路返回到第一光纖準直器， 再由分叉光纖傳輸到光纖光譜儀進行探測，由此實現測試平臺精確的光路準直與零度入射角定位功能。所述的衰減全反射光學測量平臺，其所述測角轉盤，是手動操作的測角轉盤，或電機驅動的全自動測角轉盤。所述的衰減全反射光學測量平臺，其所述固定圓盤、轉動臂與軸之間分別設有軸承，兩軸承疊置；軸上端與固定圓盤固接，是以焊接方式固定連接，軸下端設有不脫出螺釘、 墊片。所述的衰減全反射光學測量平臺，其所述測角轉盤，在不需要測角的應用中，測角轉盤以支桿套筒替代，支桿套筒下端面固接于固定圓盤上表面，支桿套筒中心軸線與軸的中心軸線重合；支桿套筒壁上正本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種衰減全反射光學測量平臺，包括底座、轉動臂、固定臂、固定圓盤、測角轉盤、光源、光源支架、探測器、探測器支架、測試部件及支桿；其特征在于，在固定圓盤側面徑向凸設有固定臂，固定圓盤與固定臂成一整體，固定圓盤中心通孔套設有軸，軸上端與固定圓盤固接，軸下端支于底座中心通孔中，固定臂與固定圓盤水平置于底座上方，由至少三組螺釘和配套墊圈與底座固定連接，固定圓盤側面設有凹槽；固定臂外端上表面有一凹槽；轉動臂內端通孔套于軸上，與固定圓盤同軸轉動連接，位于底座與固定圓盤之間，轉動臂外端上表面有一凹槽；轉動臂內外兩端之間向上凸設螺釘支架，螺釘支架中心水平螺設緊固螺釘，緊固螺釘內端頭與固定圓盤側凹槽相適配，通過緊固螺釘擠壓凹槽即鎖定轉動臂；測角轉盤水平置于固定圓盤上方，測角轉盤底盤與固定圓盤同軸固定連接，測角轉盤側面徑向凸設有角度微調螺桿，測角轉盤上轉動盤中心有通孔；固定臂外端凹槽中正交固接第一支桿下端，第一支桿上端可旋轉的固接光源支架，光源固定在光源支架上；測角轉盤上轉動盤中心通孔內側壁中正交固接第二支桿下端周圓，第二支桿上端固接測試部件，第二支桿與軸共一中心軸線；轉動臂外端凹槽中正交固接第三支桿下端，第三支桿上端可旋轉的固接探測器支架，探測器固定在探測器支架上；光源、測試部件及探測器的中心到底座上表面的距離相同，光源、測試部件、探測器處于同一水平面，光源光被耦合穿過測試部件后，被探測器接收。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：祁志美，張喆，
申請(專利權)人：中國科學院電子學研究所，
類型：發明
國別省市：