Оптический волновод с наноканалом и оптофлюидный датчик с таким оптическим волноводом - RU2015125469A

1. Оптический волновод, содержащий первую подложку (10), включающую в себя первую оптическую направляющую структуру (12), заделанную заподлицо с поверхностью (11) первой подложки (10), вторую подложку (20), включающую в себя вторую оптическую направляющую структуру (22), заделанную заподлицо с поверхностью (21) второй подложки (20), причем эти две подложки (10; 20) собраны вместе путем наложения одна на другую своими поверхностями (11, 21) таким образом, что две указанные оптические направляющие структуры (12, 22) обращены одна к другой и вытянуты в одном и том же направлении (z), при этом между первой и второй оптическими направляющими структурами (12, 22) образован канал (30), направленный вдоль указанного направления (z), причем больший размер (dr) канала (30), в поперечном сечении, ориентирован по существу параллельно указанной поверхности (11) первой подложки (10) и указанной поверхности (22) второй подложки (20), и указанный канал предназначен для вмещения текучей среды.

2. Оптический волновод по п. 1, в котором канал (30) перекрывает первую оптическую направляющую структуру (12), вторую оптическую направляющую структуру (12), или указанные первую и вторую оптические направляющие структуры (12, 22).

3. Оптический волновод по п. 1, в котором первая оптическая направляющая структура (12) и вторая оптическая направляющая структура (22) выбраны из следующих компонентов: сердцевина планарного оптического волновода и сердцевина полоскового оптического волновода.

4. Оптический волновод по п. 1, дополнительно содержащий по меньшей мере один резервуар (40), примыкающий сбоку к каналу (30) и непрерывно связанный с ним по существу по всей длине канала (30).

5. Оптический волновод по п. 1, характеризующийся тем, что он имеет прямолинейную форму, или змеевидную форму, или спиральную форму, или в нем скомбинированы указанные три формы попарно или по три.

6. Оптический волновод по п. 1, характеризующийся тем, что он образует кольцевую резонансную структуру или резонансную структуру Фабри-Перо, заканчивающуюся брэгговскими отражателями или отражателями (51) другого типа.

7. Оптический волновод по п. 1, в котором канал (30) имеет гидрофильную или гидрофобную внутреннюю поверхность.

8. Оптический волновод п. 4, в котором резервуар (40) имеет гидрофильную или гидрофобную внутреннюю поверхность.

9. Оптический волновод по п. 1, в котором первая подложка (10) и вторая подложка (20) выполнены из стекла.

10. Оптический датчик для анализа текучей среды, содержащий оптический волновод (60) по п. 4, два резервуара (40), по одному с каждой стороны канала, средство (61) для впуска текучих сред в канал, причем указанное средство (61) соединено с одним из резервуаров (40), и средство (62) для выпуска текучей среды из канала, причем указанное средство (62) соединено с другим резервуаром (40).

11. Спектрометр, содержащий оптический датчик по п. 10, источник (64) света, соединенный с одним концом оптического волновода (60), и анализатор (66) спектра, соединенный с другим концом оптического волновода (60).

12. Способ изготовления оптического волновода с каналом, содержащий шаги, на которых:

- формируют в первой подложке (100) первую оптическую направляющую структуру (104) заподлицо с поверхностью указанной первой подложки и формируют во второй подложке (200) вторую оптическую направляющую структуру (204) заподлицо с поверхностью указанной второй подложки (200);

- формируют канал (103), перекрывающий первую подложку (100), или вторую подложку (200), или первую и вторую подложки (100, 200), причем указанный канал предназначен для вмещения текучей среды;

- переворачивают одну подложку (100) из указанных первой подложки и второй подложки;

- собирают вместе указанную первую подложку (100) с указанной второй подложкой (200), выравнивая их поверхности таким образом, что обе оптические направляющие структуры (104, 204) накладываются одна на другую, причем они вытянуты в одном и том же направлении, при этом указанный канал (103) образуется между первой оптической направляющей структурой (104) и второй оптической направляющей структурой (204) и канал (103) направлен вдоль указанного направления, причем в поперечном сечении больший размер канала (103) ориентирован по существу параллельно указанной поверхности первой подложки (100) и указанной поверхности второй подложки (200).

13. Способ по п. 12, в котором шаг формирования канала (103) выполняют перед или после шага формирования первой оптической направляющей структуры (104), а также перед или после шага формирования второй оптической направляющей структуры (204).

14. Способ по п. 12, в котором после шагов формирования первой оптической направляющей структуры (104), второй оптической направляющей структуры (204) и канала (103), но перед шагом переворачивания одной из подложек, выполняют шаг, на котором формируют по меньшей мере один резервуар (107, 207), прилегающий сбоку к каналу (103) и непрерывно связанный с каналом по существу по всей длине канала.

15. Способ по п. 13, в котором шаг формирования первой оптической направляющей структуры (104) и шаг формирования второй оптической направляющей структуры (204) содержат шаги, на которых выполняют ионный обмен, ионную имплантацию или диффузию, формирование фотоизображения, или также локальную модификацию коэффициента преломления первой и второй подложек.

16. Способ по п. 13, который дополнительно содержит шаг обработки, на котором выполняют обработку для придания гидрофильности или гидрофобности внутренней поверхности канала и/или внутренней поверхности резервуара.