(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210393628.7 (22)申请日 2022.04.14 (71)申请人 上海前瞻创新研究院有限公司 地址 201108 上海市闵行区申南路515号2 幢 （B幢） 3层 (72)发明人 冯世伦　赵建龙　 (74)专利代理 机构 上海光华专利事务所(普通 合伙) 31219 专利代理师 庞红芳 (51)Int.Cl. G01N 21/64(2006.01) G01N 21/01(2006.01) B01L 3/00(2006.01) (54)发明名称 基于氮化硅基光芯片的多腔体荧光检测设 备 (57)摘要 本发明提供一种基于氮化硅基光芯片的多 腔体荧光检测设备， 包括： 硅光芯片， 设有由光栅 耦合器和多模干涉耦合器组成的阵列； 其中， 所 述光栅耦合器将激发光信号耦入和耦出所述硅 光芯片； 所述多模干涉耦合器用于将耦合进所述 硅光芯片 的激发光信号分成多束； 微流控芯片， 从所述硅光 芯片接收激发光信号， 并通过接收的 所述激发光信号激发出每个腔室的荧光信号； 滤 波模块， 用于过滤所述荧光信号中的激发光信 号； 成像模块， 用于对过滤后的所述荧光信号进 行成像。 本发明为集成化、 微型化的数字荧光检 测设备， 提高了检测设备的成像准确性， 密闭性， 小型化与集成性， 有效解决了 现有微腔或者微液 滴阵列的成像准确率低、 耗时长的技 术问题。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 114778502 A 2022.07.22 CN 114778502 A 1.一种基于氮化硅基光芯片的多腔体荧 光检测设备， 其特 征在于： 包括： 硅光芯片， 设有由光栅耦合器和多模干涉耦合器组成的阵列； 其中， 所述光栅耦合器将 激发光信号耦入和耦 出所述硅光芯片； 所述多模干涉耦合器用于将耦合进 所述硅光芯片的 激发光信号分成多 束； 微流控芯片， 从所述硅光芯片接收激发光信号， 并通过接收的所述激发光信号激发出 每个腔室的荧 光信号； 滤波模块， 用于过 滤所述荧光信号中的激发光信号； 成像模块， 用于对过 滤后的所述 荧光信号进行成像。 2.根据权利要求1所述的基于氮化硅基光芯片的多腔体荧光检测设备， 其特征在于： 所 述阵列包括： 多个所述 光栅耦合器； 多个所述多模干涉耦合器， 其中， 各所述多模干涉耦合器将所述光栅耦合器的激发光 信号分成多 束。 3.根据权利要求2所述的基于氮化硅基光芯片的多腔体荧光检测设备， 其特征在于： 所 述光栅耦合器将激发光信号以8 °至15°的角度耦入和耦出 所述硅光芯片。 4.根据权利要求2所述的基于氮化硅基光芯片的多腔体荧光检测设备， 其特征在于： 一 个所述光栅耦合器连接一个 或一个以上多模干涉耦合器； 一个所述多模干涉耦合器连接一 个或两个所述多模干涉耦合器， 或者一个所述多模干涉耦合器连接一个所述光栅耦合器或 一个所述多模干涉耦合器。 5.根据权利要求4所述的基于氮化硅基光芯片的多腔体荧光检测设备， 其特征在于： 所 述多模干涉耦合器用于将耦合进所述硅光芯片的激发光信号分成至少两千束。 6.根据权利要求1所述的基于氮化硅基光芯片的多腔体荧光检测设备， 其特征在于： 所 述微流控芯片包括阵列化检测腔室， 设置 于所述阵列化检测腔室上的进液口和出 液口。 7.根据权利要求1、 4或6所述的基于氮化硅基光芯片的多腔体荧光检测设备， 其特征在 于： 所述硅光芯片将所述激发光信号垂直耦合进所述 微流控芯片的腔室。 8.根据权利要求4所述的基于氮化硅基光芯片的多腔体荧光检测设备， 其特征在于： 所 述多模干涉耦合器包括平板波导区， 连接于所述平板波导区第一端的第一锥形波导， 连接 于所述平板波导区第二端的第二锥形波导和第三锥形波导。 9.根据权利要求8所述的基于氮化硅基光芯片的多腔体荧光检测设备， 其特征在于： 两 个所述多模干涉耦合器之 间或者所述多模干涉耦合器与所述光栅耦合器之 间通过S形波导 相连。 10.根据权利要求1所述的基于氮化硅基光芯片的多腔体荧光检测设备， 其特征在于： 所述硅光芯片和所述 微流控芯片键合封装。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114778502 A 2基于氮化硅 基光芯片的多腔体荧光检测设 备 技术领域 [0001]本发明涉及芯片技 术领域， 特别是 涉及硅基芯片技 术领域。 背景技术 [0002]现有的微腔或者微液滴阵列的成像是借助实验室中大而昂贵的显微镜成像， 需要 激光光源， 滤光片， 分光模块， 空间光路搭建等。 并且显微成像对于微腔成像依然靠小视野 扫描最后拼接， 其准确率将大大降低， 时间成本大大提高； 或者运用流式检测， 对于高灵敏 度检测模块需求也大大提升。 因此， 借助如上两点， 发展 快速、 精准、 高效的针对集 成化的微 腔或者液滴阵列成像荧 光传感的研发至关重要。 发明内容 [0003]鉴于以上所述现有技术的缺点， 本发明的目的在于提供一种基于氮化硅基光芯片 的多腔体荧光检测设备， 用于解决现有技术中微腔或者微液滴阵列的成像准确 率低、 耗时 长的技术问题。 [0004]为实现上述目的及 其他相关目的， 本发明提供一种基于氮化硅基光芯片的多腔体 荧光检测设备， 包括： 硅光芯片， 设有由光栅耦合器和多模干涉耦合器组成的阵列； 其中， 所 述光栅耦合器将激发光信号耦入和耦 出所述硅光芯片； 所述多模干涉耦合器用于将耦合进 所述硅光芯片的激发光信号分成多束； 微流控芯片， 从所述硅光芯片 接收激发光信号， 并通 过接收的所述激发光信号激发出每个腔室的荧光信号； 滤波模块， 用于过滤所述荧光信号 中的激发光信号； 成像模块， 用于对过 滤后的所述 荧光信号进行成像。 [0005]于本发明的一实施例中， 所述阵列 包括： 多个所述光栅耦合器； 多个所述多模干涉 耦合器， 其中， 各 所述多模干涉耦合器将所述 光栅耦合器的激发光信号分成多 束。 [0006]于本发明的一实施例中， 所述光栅耦合器将激发光信号以8 °至15°的角度耦入和 耦出所述硅光芯片。 [0007]于本发明的一实施例中， 一个所述光栅耦合器连接一个或一个以上多模干涉耦合 器； 一个所述多模干涉耦合器连接一个或两个所述多模干涉耦合器， 或者一个所述多模干 涉耦合器连接一个所述 光栅耦合器或一个所述多模干涉耦合器。 [0008]于本发明的一实施例中， 所述多模干涉耦合器用于将耦合进所述硅光芯片的激发 光信号分成至少两千束。 [0009]于本发明的一实施例中， 所述微流控芯片包括阵列化检测腔室， 设置于所述阵列 化检测腔室上的进液口和出 液口。 [0010]于本发明的一实施例中， 所述硅光芯片将所述激发光信号垂直耦合进所述微流控 芯片的腔室。 [0011]于本发明的一实施例中， 所述多模干涉耦合器包括平板波导区， 连接于所述平板 波导区第一端的第一锥形波导， 连接于所述平板波导区第二端的第二锥形波导和 第三锥形 波导。说　明　书 1/5 页 3 CN 114778502 A 3