输出。分析输出谱中液体的吸收光谱信号，实现被测液体的定性。当液体变化时，输出谱中的谐振波长会发生偏移，通过检测偏移量可计算液体浓度。
[0036]在该实施例中，液体通道41的上开口与上包层4的上表面平齐，上包层4上覆盖有盖玻片5，盖玻片5上设有与液体通道41相连的微孔51，微孔用于像液体通道41注入被测液体。当然，在具体实施时，液体通道41可优选为与芯层3高度平齐，上包层4开设与液体通道41相连的微孔，从而并不需要多加一层盖玻片。
[0037]如图5至图7所示，本发明还提供一种基于聚合物长周期波导光栅的生化传感器的制备方法，包括以下步骤:
[0038]步骤一、选用Si/Si(^t为基片，将基片依次在丙酮、乙醇、氢氟酸和超纯水中通过超声波振荡器清洗干净，在清洗后的基片S12层上采用旋涂法形成聚合物芯层；
[0039]步骤二、采用磁控溅射工艺在聚合物芯层上生长一层金属阻挡层(例如Cr薄膜)；在金属阻挡层的表面覆盖一层光刻胶，并烘烤使光刻胶凝固定型；将掩膜板一覆盖在光刻胶上，通过光刻机用紫外线对光刻胶进行曝光；取下掩膜板一，用显影液腐蚀掉光刻胶中被曝光的部分；
[0040]步骤三、通过湿法刻蚀工艺刻蚀掉裸露的金属阻挡层并去除残余的光刻胶；
[0041]步骤四、通过干法刻蚀工艺在聚合物芯层上得到掩膜版一的图形；通过湿法刻蚀工艺刻蚀去除金属阻挡层；然后在聚合物芯层和S12层上采用旋涂法形成聚合物包层；
[0042]步骤五、采用磁控溅射工艺在聚合物包层上生长一层金属阻挡层，并在金属阻挡层的表面覆盖一层光刻胶，烘烤使光刻胶凝固定型；将掩膜板二覆盖在光刻胶上，通过光刻机用紫外线对光刻胶进行曝光；取下掩膜板二，用显影液腐蚀掉光刻胶中被曝光的部分；
[0043]步骤六、通过湿法刻蚀工艺刻蚀掉裸露的金属阻挡层并去除残余的光刻胶；
[0044]步骤七、通过干法刻蚀工艺将聚合物包层和聚合物芯层依据掩膜板二的图形刻蚀至 S1^ ;
[0045]步骤八、通过湿法刻蚀工艺刻蚀去除金属阻挡层；在聚合物包层上贴合盖玻片，并通过干法刻蚀工艺在盖玻片上刻蚀微孔。
[0046]本实施例中的干法刻蚀工艺可采用反应离子刻蚀，感应耦合等离子体刻蚀等常规工艺。
[0047]该制备方法采用掩膜版一和掩膜板二，结合常规的磁控溅射工艺、光刻工艺、湿法刻蚀工艺、干法刻蚀工艺等，可以方便快捷的制备上述基于聚合物长周期波导光栅的生化传感器。
[0048]本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种基于聚合物长周期波导光栅的生化传感器，其特征在于:包括从下往上依次层叠的硅基层(1)、下包层(2)、芯层(3)和上包层(4)，所述上包层(4)设有液体通道(41)，芯层(3)包括直波导(31)，以及与直波导(31) —侧相连并延伸进入液体通道(41)的第一长周期光栅(32)和第二长周期光栅(33)。
2.根据权利要求1所述的生化传感器，其特征在于:所述下包层(2)的材料为二氧化硅，芯层(3)和上包层(4)的材料为折射率不同的聚合物，其中芯层(3)聚合物折射率高于上包层(4)聚合物折射率。
3.根据权利要求1或2所述的生化传感器，其特征在于:所述上包层(4)上覆盖有盖玻片(5)。
4.根据权利要求3所述的生化传感器，其特征在于:所述盖玻片(5)上设有与液体通道(41)相连的微孔(51)。
5.一种基于聚合物长周期波导光栅的生化传感器的制备方法，其特征在于包括下列步骤: 步骤一、选用Si/Si(^t为基片，将基片清洗干净，在清洗后的基片S12层上覆盖一层聚合物芯层； 步骤二、在聚合物芯层上生长一层金属阻挡层；在金属阻挡层的表面覆盖一层光刻胶，并烘烤使光刻胶凝固定型；将掩膜板一覆盖在光刻胶上，通过光刻机用紫外线对光刻胶进行曝光；取下掩膜板一，用显影液腐蚀掉光刻胶中被曝光的部分； 步骤三、刻蚀掉裸露的金属阻挡层并去除残余的光刻胶； 步骤四、通过干法刻蚀工艺在聚合物芯层上得到掩膜版一的图形；刻蚀去除金属阻挡层；然后在聚合物芯层和S12层上覆盖一层聚合物包层； 步骤五、在聚合物包层上生长一层金属阻挡层，并在金属阻挡层的表面覆盖一层光刻胶，烘烤使光刻胶凝固定型；将掩膜板二覆盖在光刻胶上，通过光刻机用紫外线对光刻胶进行曝光；取下掩膜板二，用显影液腐蚀掉光刻胶中被曝光的部分； 步骤六、刻蚀掉裸露的金属阻挡层并去除残余的光刻胶； 步骤七、通过干法刻蚀工艺将聚合物包层和聚合物芯层依据掩膜板二的图形刻蚀至S12M ; 步骤八、刻蚀去除金属阻挡层；在聚合物包层上贴合盖玻片，并在盖玻片上刻蚀微孔。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于:通过湿法刻蚀工艺刻蚀金属阻挡层。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于:在步骤二和步骤五中，采用磁控溅射工艺生长金属阻挡层。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于:在步骤一中，通过旋涂法在S12层上覆盖一层聚合物芯层；在步骤四中，通过旋涂法在聚合物芯层和S12层上覆盖一层聚合物包层O
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于:在步骤八中，通过干法刻蚀工艺在盖玻片上刻蚀微孔。
10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于:在步骤一中，将基片依次在丙酮、乙醇、氢氟酸和超纯水中通过超声波振荡器清洗干净。
【专利摘要】本发明公开了一种基于聚合物长周期波导光栅的生化传感器及其制备方法，生化传感器包括从下往上依次层叠的硅基层、下包层、芯层和上包层，所述上包层设有液体通道，芯层包括直波导，以及与直波导一侧相连并延伸进入液体通道的第一长周期光栅和第二长周期光栅；此外，该制备方法采用掩膜版一和掩膜板二，结合磁控溅射工艺、光刻工艺、湿法刻蚀工艺、干法刻蚀工艺等，可以方便快捷的制备上述生化传感器；本发明的生化传感器相对于传统生化传感器，具有尺寸小、结构简单、灵敏度高、检测快速、成本低、便于集成、检测多样性的优点。
【IPC分类】G01N21-31
【公开号】CN104730007
【申请号】CN201510024416
【发明人】王玲芳, 陈开鑫, 孙豹
【申请人】电子科技大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年1月19日