マイクロ流路デバイス及び分析装置
【課題】 マイクロ流路を流れる流体と光とが相互作用可能な距離を長くすることができるマイクロ流路デバイス及び分析装置を提供する。
【解決手段】 分析装置１０は、光導波路６と、光導波路８と、光導波路６の所定部分６ｃと光導波路８の所定部分８ｃとの間に配置され流体試料ａが流れるマイクロ流路４とを有する基板２と、光導波路６の一端６ａに光学的に結合された光源１４と、光導波路６の他端６ｂに光学的に結合された光検出器１６と、光導波路８の一端８ｂに光学的に結合された光検出器１８とを備える。光導波路６の所定部分６ｃ及び光導波路８の所定部分８ｃは、方向性結合器を形成している。
【解決手段】 分析装置１０は、光導波路６と、光導波路８と、光導波路６の所定部分６ｃと光導波路８の所定部分８ｃとの間に配置され流体試料ａが流れるマイクロ流路４とを有する基板２と、光導波路６の一端６ａに光学的に結合された光源１４と、光導波路６の他端６ｂに光学的に結合された光検出器１６と、光導波路８の一端８ｂに光学的に結合された光検出器１８とを備える。光導波路６の所定部分６ｃ及び光導波路８の所定部分８ｃは、方向性結合器を形成している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ流路デバイス及び分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されているように、マイクロ流路を流れる試料溶液に、マイクロ流路の上方から光を照射することによって当該試料溶液の吸光度を測定することができるマイクロ化学分析装置が知られている。具体的には、このマイクロ化学分析装置では、吸光光度法を用いて試料溶液中のリン酸イオン濃度の測定を行うことができる。測定は、レーザダイオードを用いて波長７９０ｎｍの光を試料溶液に照射した時のＰＩＮフォトダイオードのフォトダイオード電流値を計測することにより行われる。
【特許文献１】特開２００４−８５５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述のマイクロ化学分析装置では高い測定感度が得られない。これは、光が試料溶液を透過する時に光の透過距離が短いため、光と試料溶液とが十分に相互作用することができないからと推測される。特に、微量の試料溶液においては、光の透過距離を十分長くすることができないため、測定感度の低下は顕著になる。
【０００４】
そこで本発明は、マイクロ流路を流れる流体と光とが相互作用可能な距離を長くすることができるマイクロ流路デバイス及び分析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の課題を解決するため、本発明のマイクロ流路デバイスは、第１の光導波路と、第２の光導波路と、前記第１の光導波路の所定部分と前記第２の光導波路の所定部分との間に配置され流体が流れるマイクロ流路とを有する基板を備え、前記第１の光導波路の前記所定部分及び前記第２の光導波路の前記所定部分は、方向性結合器を形成している。
【０００６】
本発明のマイクロ流路デバイスでは、第１の光導波路の一端に光を供給すると、当該光はマイクロ流路を流れる流体と相互作用する。ここで、第１の光導波路の所定部分と第２の光導波路の所定部分とは方向性結合器を形成しているので、光は、第１の光導波路及び第２の光導波路の両方を伝搬することとなる。その結果、第１の光導波路の他端及び第２の光導波路の一端から光が出射される。
【０００７】
本発明のマイクロ流路デバイスによれば、マイクロ流路を流れる流体と第１の光導波路の一端に供給された光とが相互作用可能な距離を長くすることができる。
【０００８】
また、前記第１の光導波路及び前記第２の光導波路はシングルモード光導波路であることが好ましい。これにより、例えばレーザ光を第１の光導波路の一端に供給する場合に、レーザ光とマイクロ流路を流れる流体とが高効率に相互作用することができる。
【０００９】
また、前記基板は、石英ガラスから構成されることが好ましい。この場合、基板の耐薬品性が向上するので、比較的幅広い種類の流体をマイクロ流路に流すことができる。
【００１０】
本発明の分析装置は、第１の光導波路と、第２の光導波路と、前記第１の光導波路の所定部分と前記第２の光導波路の所定部分との間に配置され流体試料が流れるマイクロ流路とを有する基板と、前記第１の光導波路の一端に光学的に結合された光源と、前記第１の光導波路の他端に光学的に結合された第１の光検出器と、前記第２の光導波路の一端に光学的に結合された第２の光検出器とを備え、前記第１の光導波路の前記所定部分及び前記第２の光導波路の前記所定部分は、方向性結合器を形成している。
【００１１】
本発明の分析装置では、光源から出射された光を第１の光導波路の一端に供給すると、当該光はマイクロ流路を流れる流体試料と相互作用する。ここで、第１の光導波路の所定部分と第２の光導波路の所定部分とは方向性結合器を形成しているので、光は、第１の光導波路及び第２の光導波路の両方を伝搬することとなる。その結果、第１の光導波路の他端及び第２の光導波路の一端から光が出射される。第１の光導波路の他端から出射された光は第１の光検出器に到達する。第２の光導波路の一端から出射された光は第２の光検出器に到達する。
【００１２】
本発明の分析装置によれば、マイクロ流路を流れる流体試料と光源から出射された光とが相互作用可能な距離を長くすることができる。したがって、光源から出射された光に対する流体試料の光学特性を高感度で分析することができる。
【００１３】
また、上記分析装置は、前記第１の光導波路の前記一端に光学的に結合された一端と、前記光源に光学的に結合された他端とを有する光ファイバを更に備えることが好ましい。この場合、光ファイバによって光源から出射される光を第１の光導波路の一端に導入し易くなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、マイクロ流路を流れる流体と光とが相互作用可能な距離を長くすることができるマイクロ流路デバイス及び分析装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
【００１６】
図１は、実施形態に係る分析装置を模式的に示す平面図である。図１に示される分析装置１０は、マイクロ流路デバイス１、光源１４、第１の光検出器１６及び第２の光検出器１８を備える。
【００１７】
マイクロ流路デバイス１は、一端６ａと他端６ｂと一端６ａ及び他端６ｂの間に位置する所定部分６ｃとを有する第１の光導波路６と、一端８ｂと他端８ａと一端８ｂ及び他端８ａの間に位置する所定部分８ｃとを有する第２の光導波路８と、流体試料ａ（流体）が流れるマイクロ流路４とを有する基板２を備える。マイクロ流路４は、光導波路６の所定部分６ｃと光導波路８の所定部分８ｃとの間に配置されている。光導波路６の所定部分６ｃと光導波路８の所定部分８ｃとは、いずれもマイクロ流路４に沿って延びている。光導波路６の所定部分６ｃ及び光導波路８の所定部分８ｃは、方向性結合器１２を形成している。
【００１８】
流体試料ａとしては、例えば水溶液、有機溶媒、酸性溶液、アルカリ性溶液等の液体、酸性ガス、アルカリ性ガス等の気体、気液混合物、又は、粉末が混入した気体若しくは液体等が挙げられる。
【００１９】
基板２は、石英ガラスから構成されることが好ましい。この場合、基板２の耐薬品性が向上するので、比較的幅広い種類の流体試料ａをマイクロ流路４に流すことができる。なお、基板２は、例えばソーダライムガラス等のガラスから構成されるとしてもよい。
【００２０】
光導波路６及び光導波路８は、コアとなり、例えばＧｅが添加された石英ガラスから構成される。クラッドは、例えばコアよりもＧｅ添加量が低い石英ガラスから構成される。Ｇｅ添加量を調整することにより、コアとクラッドとの所望の比屈折率差Δ１（比屈折率差Δ１≒(コアの屈折率−クラッドの屈折率)／(コアの屈折率)）が得られる。コア外への光漏れを小さくする観点から、コアの屈折率は流体試料ａの屈折率よりも高いことが好ましく、クラッドの屈折率は流体試料ａの屈折率よりも低いことが好ましい。また、コア外への光漏れを小さくする観点から、流体試料ａの屈折率は、クラッドとの比屈折率差Δ２（比屈折率差Δ２≒(試料ａの屈折率−クラッドの屈折率)／(試料ａの屈折率)）に換算した値が０〜０．１％となるように設定されることが好ましい。
【００２１】
一実施例において、クラッドへのＧｅ添加量は０、コアとクラッドとの比屈折率差Δ１は０．３％である。また、一実施例において、光導波路６及び光導波路８の幅及び高さはいずれも７．５μｍであり、光導波路６の所定部分６ｃ及び光導波路８の所定部分８ｃの間の距離は５μｍである。
【００２２】
マイクロ流路４は、例えば溝又は空洞である。マイクロ流路４の幅は５μｍ以下であることが好ましい。マイクロ流路４は、流体試料ａを供給するための供給口４ａと、流体試料ａを排出するための排出口４ｂと、供給口４ａ及び排出口４ｂの間に位置する流路部４ｃとを有することが好ましい。供給口４ａには、チューブ３０を介して流体試料ａを供給する流体試料供給源３４が接続されることが好ましい。排出口４ｂにはチューブ３２が接続されていることが好ましい。チューブ３０，３２は例えばポリテトラフルオロエチレンから構成される。流体試料ａは、流体試料供給源３４からチューブ３０を経由して供給口４ａに供給される。その後、流体試料ａは、流路部４ｃを流れて排出口４ｂからチューブ３２を経由して外部に排出される。
【００２３】
光源１４は、光導波路６の一端６ａに光学的に結合されている。光源１４は、例えば半導体レーザである。光源１４からは光Ｌ１が出射される。光Ｌ１の波長は例えば１．５５μｍである。光検出器１６は、光導波路６の他端６ｂに光学的に結合されている。光検出器１８は、光導波路８の一端８ｂに光学的に結合されている。光検出器１６，１８は例えばフォトダイオードである。また、本実施形態では、光導波路８の他端８ａが基板２の一端に到達しているが、到達していなくてもよい。光導波路６の一端６ａ及び光導波路８の他端８ａは、方向性結合器１２の入力端となっている。光導波路６の他端６ｂ及び光導波路８の一端８ｂは、方向性結合器１２の出力端となっている。
【００２４】
分析装置１０は、光導波路６の一端６ａに光学的に結合された一端２０ｂと、光源１４に光学的に結合された他端２０ａとを有する光ファイバ２０を更に備えることが好ましい。光ファイバ２０の一端２０ｂは、例えば光ファイバアレイ２６によって基板２に固定されることが好ましい。
【００２５】
分析装置１０は、光導波路６の他端６ｂに光学的に結合された一端２２ａと、光検出器１６に光学的に結合された他端２２ｂとを有する光ファイバ２２を更に備えることが好ましい。また、分析装置１０は、光導波路８の一端８ｂに光学的に結合された一端２４ａと、光検出器１８に光学的に結合された他端２４ｂとを有する光ファイバ２４を更に備えることが好ましい。光ファイバ２２の一端２２ａ及び光ファイバ２４の一端２４ａは、例えば二芯光ファイバアレイ２８によって基板２に固定されることが好ましい。
【００２６】
本実施形態の分析装置１０では、光源１４から出射された光Ｌ１は、例えば光ファイバ２０を伝搬して光導波路６の一端６ａに供給される。光導波路６の一端６ａに供給された光Ｌ１は、マイクロ流路４を流れる流体試料ａと相互作用する。ここで、光導波路６の所定部分６ｃと光導波路８の所定部分８ｃとは方向性結合器１２を形成しているので、光Ｌ１は、光導波路６及び光導波路８の両方を伝搬することとなる。光Ｌ１は、光導波路６と光導波路８との間を往復することにより流体試料ａと相互作用する。その結果、光導波路６の他端６ｂから光Ｌ２が出射されると共に、光導波路８の一端８ｂから光Ｌ３が出射される。
【００２７】
光導波路６の他端６ｂから出射された光Ｌ２は、例えば光ファイバ２２を伝搬して光検出器１６に到達する。光導波路８の一端８ｂから出射された光Ｌ３は、例えば光ファイバ２４を伝搬して光検出器１８に到達する。光検出器１６，１８に到達した光Ｌ２，Ｌ３は、電気信号に変換された後に加算される。これにより、光Ｌ２と光Ｌ３との合計の光強度を測定することができる。流体試料ａと同じ屈折率を有する標準試料をマイクロ流路４に流したときの光強度を予め測定しておくことにより、上記合計の光強度から流体試料ａの吸光度を測定することができる。
【００２８】
本実施形態の分析装置１０によれば、マイクロ流路４を流れる流体試料ａと光源１４から出射された光Ｌ１とが相互作用可能な距離を長くすることができる。したがって、光源１４から出射された光Ｌ１に対する流体試料ａの光学特性を高感度で分析することができる。さらに、光Ｌ１の光強度が小さくても、流体試料ａと光Ｌ１との相互作用可能な距離を長くすることによって、流体試料ａの光学特性を高感度で分析することができる。
【００２９】
また、分析装置１０が光ファイバ２０を備える場合、光ファイバ２０によって光源１４から出射される光Ｌ１を光導波路６の一端６ａに導入し易くなる。
【００３０】
また、光導波路６及び光導波路８はシングルモード光導波路であることが好ましい。これにより、光Ｌ１として例えばレーザ光を光導波路６の一端６ａに供給する場合に、レーザ光とマイクロ流路４を流れる流体試料ａとが高効率に相互作用することができる。
【００３１】
図２は、実施形態に係るマイクロ流路デバイスを模式的に示す斜視図である。図３は、図２に示されるIII−III線に沿った断面図である。図２及び図３に示されるマイクロ流路デバイス１は、上述のように基板２を備える。基板２は、例えば、マイクロ流路４を形成するための溝が形成された基板４２と、溝を覆うように基板２上に設けられた基板４０とを備える。基板４０，４２は例えば石英ガラスから構成される。マイクロ流路デバイス１によれば、マイクロ流路４を流れる流体試料ａと光導波路６の一端６ａに供給された光Ｌ１とが相互作用可能な距離を長くすることができる。よって、光Ｌ１の光強度が小さくても、流体試料ａと光Ｌ１との相互作用可能な距離を長くすることによって、流体試料ａと光Ｌ１とを十分に相互作用させることができる。したがって、例えばマイクロ流路デバイス１を用いて流体試料ａと光Ｌ１とを反応させる場合であっても、反応率を向上させることができる。
【００３２】
続いて、上述のマイクロ流路デバイス１について行った光学シミュレーションの結果について説明する。図４は、光学シミュレーションの対象となるマイクロ流路デバイス１を模式的に示す図である。マイクロ流路４の延びる方向における基板２の一端からの距離はｘである。また、マイクロ流路４の延びる方向において、基板２の一端から光導波路６，８の合流地点ｘ１までの距離はｄ１であり、合流地点ｘ１から光導波路６，８の分岐地点ｘ２までの距離はＬであり、分岐地点ｘ２から基板２の他端までの距離はｄ２である。また、光導波路６の一端６ａと光導波路８の他端８ａとの間の距離の半分はｄ３である。
【００３３】
以下の光学シミュレーションの第１の例及び第２の例では、ｄ１及びｄ２が５０００μｍ、ｄ３が１２５μｍである。光Ｌ１の波長は１．５５μｍである。マイクロ流路４の深さは７．５μｍである。光導波路６，８はコアとなっており、コアの幅及び高さは７．５μｍである。波長１．５５μｍの光に対するコアの屈折率は１．４４８である。波長１．５５μｍの光に対するクラッドの屈折率は１．４４４である。コアとクラッドとの比屈折率差Δ１は０．３％である。
【００３４】
（光学シミュレーションの第１の例）
本例では、波長１．５５μｍの光に対する流体試料ａの屈折率は１．４４５である。また、マイクロ流路４の幅Ｄは５μｍである。図５及び図６に光学シミュレーション結果を示す。
【００３５】
図５は、Ｌが５０００μｍの場合におけるｘと光強度との関係を示すグラフである。グラフ中、ひし形で示されるプロットを結ぶ波形Ｗ１は、光導波路６を伝搬する光の光強度の変化を示す。グラフ中、正方形で示されるプロットを結ぶ波形Ｗ２は、光導波路８を伝搬する光の光強度の変化を示す。グラフ中、三角形で示されるプロットを結ぶ波形Ｃ１は、マイクロ流路４を流れる流体試料ａ中を伝搬する光の光強度を示す。
【００３６】
図６は、Ｌが１５０００μｍの場合におけるｘと光強度との関係を示すグラフである。グラフ中、ひし形で示されるプロットを結ぶ波形Ｗ１１は、光導波路６を伝搬する光の光強度の変化を示す。グラフ中、正方形で示されるプロットを結ぶ波形Ｗ１２は、光導波路８を伝搬する光の光強度の変化を示す。グラフ中、三角形で示されるプロットを結ぶ波形Ｃ１１は、マイクロ流路４を流れる流体試料ａ中を伝搬する光の光強度を示す。
【００３７】
図５及び図６に示されるグラフから、Ｌの値にかかわらず、光Ｌ１の光強度の１割に相当する光強度を有する光が流体試料ａ中を伝搬することが確認される。また、光導波路６を伝搬する光の光強度と光導波路８を伝搬する光の光強度との合計値は、ｘの値にかかわらず略一定であることが確認される。これは、コア外への光の漏れが殆ど無いことを示す。
【００３８】
（光学シミュレーションの第２の例）
本例では、波長１．５５μｍの光に対する流体試料ａの屈折率を、１．４４４、１．４４５、１．４４６、１．４４７及び１．４４８と変化させている。このとき、クラッドと流体試料ａとの比屈折率差Δ２はそれぞれ０％、０．０７％、０．１４％、０．２１％及び０．２８％である。また、マイクロ流路４の幅Ｄを、５μｍ、１０μｍ、１５μｍ及び２０μｍと変化させている。図７及び図８に光学シミュレーション結果を示す。
【００３９】
図７は、流体試料ａの屈折率と流体試料ａ中を伝搬する光の光強度との関係を示すグラフである。グラフ中、ひし形で示されるプロットＤ５は、マイクロ流路４の幅Ｄが５μｍの場合における光強度を示す。グラフ中、正方形で示されるプロットＤ１０は、マイクロ流路４の幅Ｄが１０μｍの場合における光強度を示す。グラフ中、三角形で示されるプロットＤ１５は、マイクロ流路４の幅Ｄが１５μｍの場合における光強度を示す。グラフ中、×印で示されるプロットＤ２０は、マイクロ流路４の幅Ｄが２０μｍの場合における光強度を示す。
【００４０】
図８は、流体試料ａの屈折率と光導波路６，８から漏れる光の光強度との関係を示すグラフである。光導波路６，８から漏れる光は光検出器１６，１８に到達しないので、光漏れは測定誤差の原因の一つとなる。グラフ中、ひし形で示されるプロットＤ１０５は、マイクロ流路４の幅Ｄが５μｍの場合における光強度を示す。グラフ中、正方形で示されるプロットＤ１１０は、マイクロ流路４の幅Ｄが１０μｍの場合における光強度を示す。グラフ中、三角形で示されるプロットＤ１１５は、マイクロ流路４の幅Ｄが１５μｍの場合における光強度を示す。グラフ中、×印で示されるプロットＤ１２０は、マイクロ流路４の幅Ｄが２０μｍの場合における光強度を示す。
【００４１】
図７及び図８に示されるグラフから、流体試料ａの屈折率が高くなるほど流体試料ａ中を伝搬する光の割合が大きくなる傾向にあることが確認される。この場合、高感度な測定が可能となる。一方、流体試料ａの屈折率がコアの屈折率に近づくと、光漏れが大きくなる傾向にあることが確認される。したがって、流体試料ａの屈折率を、コアの屈折率よりも低くすることが好ましく、クラッドの屈折率よりも高くすることが好ましい。さらに、流体試料ａの屈折率を、クラッドと流体試料ａとの比屈折率差Δ２に換算したときの値が０〜０．１％となるようにすることが特に好ましい。この場合、光漏れを十分に抑制することができる。なお、コアとクラッドとの比屈折率差Δ１は略一定であることが好ましい。これにより、例えば、コアの幅、コアが曲がっている部分の曲率半径、又は、隣り合うコア間の距離等を変える必要がなくなる。このため、高価なフォトマスクを新たに用意する必要がない。
【００４２】
さらに、マイクロ流路４の幅Ｄを小さくすると、光漏れが小さくなる傾向にあることが確認される。したがって、マイクロ流路４の幅Ｄは５μｍ以下であることが好ましい。この場合、流体試料ａの屈折率が、例えば温度変動等により変動しても光漏れが発生し難い。
【００４３】
続いて、図９(ａ)〜図９(ｆ)及び図１０(ａ)〜図１０(ｅ)を参照して、マイクロ流路デバイス１の製造方法の一例について説明する。図９(ａ)〜図９(ｆ)及び図１０(ａ)〜図１０(ｅ)は、マイクロ流路デバイス１の製造方法の一例を示す工程断面図である。
【００４４】
まず、図９(ａ)に示されるように、石英基板等の基板５０上にエッチング用マスク５２を形成する。エッチング用マスク５２は例えばパターニングされたレジスト膜からなる。
【００４５】
次に、図９(ｂ)に示されるように、エッチング用マスク５２を用いて基板５０をエッチングすることにより、溝５６が形成された基板５４を形成する。エッチング方法としては、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）法を好適に用いることができる。
【００４６】
次に、図９(ｃ)に示されるように、溝５６を埋め込むように基板５４上にコア膜５８を形成する。コア膜５８は、例えばプラズマＣＶＤ法を用いて形成される。コア膜５８は、溝５６に対応する窪み５９を表面に有する。
【００４７】
次に、図９(ｄ)に示されるように、コア膜５８上にレジスト膜６０を塗布する。レジスト膜６０は、コア膜５８の窪み５９を埋め込むように形成されるので、平坦な表面を有する。
【００４８】
次に、図９(ｅ)に示されるように、例えばＲＩＥ法を用いてレジスト膜６０及びコア膜５８をエッチングすることによりコアとなる光導波路６，８を溝５６内に形成する。これにより、光導波路６，８の表面が平坦化される。
【００４９】
次に、図９(ｆ)に示されるように、基板５４及び光導波路６，８上にエッチング用マスク６２を形成する。エッチング用マスク６２は例えばパターニングされたレジスト膜からなる。エッチング用マスク６２は、光導波路６と光導波路８との間に開口を有する。
【００５０】
次に、図１０(ａ)に示されるように、エッチング用マスク６２を用いて基板５４をエッチングすることにより、溝４ｄが形成された基板４２を形成する。エッチング方法としては、ＲＩＥ法を好適に用いることができる。
【００５１】
次に、図１０(ｂ)に示されるように、溝４ｄ及び光導波路６，８を覆うように、例えば接着剤等を用いて基板４２に基板６４を張り合わせる。基板６４はカバー部材となる。
【００５２】
次に、図１０(ｃ)に示されるように、基板６４上にエッチング用マスク６６を形成する。エッチング用マスク６６は例えばパターニングされたレジスト膜からなる。エッチング用マスク６６は、流路部４ｃの上方に開口を有する。
【００５３】
次に、図１０(ｄ)に示されるように、エッチング用マスク６６を用いて基板６４をエッチングすることにより、供給口４ａが形成された基板４０を形成する。エッチング方法としては、ＲＩＥ法を好適に用いることができる。これにより、マイクロ流路デバイス１を製造することができる。
【００５４】
次に、必要に応じて、図１０(ｅ)に示されるように、供給口４ａにチューブ３０を接続する。
【００５５】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】実施形態に係る分析装置を模式的に示す平面図である。
【図２】実施形態に係るマイクロ流路デバイスを模式的に示す斜視図である。
【図３】図２に示されるIII−III線に沿った断面図である。
【図４】光学シミュレーションの対象となるマイクロ流路デバイスを模式的に示す図である。
【図５】Ｌが５０００μｍの場合におけるｘと光強度との関係を示すグラフである。
【図６】Ｌが１５０００μｍの場合におけるｘと光強度との関係を示すグラフである。
【図７】流体試料ａの屈折率と流体試料ａ中を伝搬する光の光強度との関係を示すグラフである。
【図８】流体試料ａの屈折率と光導波路６，８から漏れる光の光強度との関係を示すグラフである。
【図９】図９(ａ)〜図９(ｆ)は、マイクロ流路デバイス１の製造方法の一例を示す工程断面図である。
【図１０】図１０(ａ)〜図１０(ｅ)は、マイクロ流路デバイス１の製造方法の一例を示す工程断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１…マイクロ流路デバイス、２…基板、４…マイクロ流路、６…第１の光導波路、６ａ…第１の光導波路の一端、６ｂ…第１の光導波路の他端、６ｃ…第１の光導波路の所定部分、８…第２の光導波路、８ｂ…第２の光導波路の一端、８ｃ…第２の光導波路の所定部分、１０…分析装置、１２…方向性結合器、１４…光源、１６…第１の光検出器、１８…第２の光検出器、２０…光ファイバ、２０ａ…光ファイバの他端、２０ｂ…光ファイバの一端、ａ…流体試料（流体）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ流路デバイス及び分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されているように、マイクロ流路を流れる試料溶液に、マイクロ流路の上方から光を照射することによって当該試料溶液の吸光度を測定することができるマイクロ化学分析装置が知られている。具体的には、このマイクロ化学分析装置では、吸光光度法を用いて試料溶液中のリン酸イオン濃度の測定を行うことができる。測定は、レーザダイオードを用いて波長７９０ｎｍの光を試料溶液に照射した時のＰＩＮフォトダイオードのフォトダイオード電流値を計測することにより行われる。
【特許文献１】特開２００４−８５５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述のマイクロ化学分析装置では高い測定感度が得られない。これは、光が試料溶液を透過する時に光の透過距離が短いため、光と試料溶液とが十分に相互作用することができないからと推測される。特に、微量の試料溶液においては、光の透過距離を十分長くすることができないため、測定感度の低下は顕著になる。
【０００４】
そこで本発明は、マイクロ流路を流れる流体と光とが相互作用可能な距離を長くすることができるマイクロ流路デバイス及び分析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の課題を解決するため、本発明のマイクロ流路デバイスは、第１の光導波路と、第２の光導波路と、前記第１の光導波路の所定部分と前記第２の光導波路の所定部分との間に配置され流体が流れるマイクロ流路とを有する基板を備え、前記第１の光導波路の前記所定部分及び前記第２の光導波路の前記所定部分は、方向性結合器を形成している。
【０００６】
本発明のマイクロ流路デバイスでは、第１の光導波路の一端に光を供給すると、当該光はマイクロ流路を流れる流体と相互作用する。ここで、第１の光導波路の所定部分と第２の光導波路の所定部分とは方向性結合器を形成しているので、光は、第１の光導波路及び第２の光導波路の両方を伝搬することとなる。その結果、第１の光導波路の他端及び第２の光導波路の一端から光が出射される。
【０００７】
本発明のマイクロ流路デバイスによれば、マイクロ流路を流れる流体と第１の光導波路の一端に供給された光とが相互作用可能な距離を長くすることができる。
【０００８】
また、前記第１の光導波路及び前記第２の光導波路はシングルモード光導波路であることが好ましい。これにより、例えばレーザ光を第１の光導波路の一端に供給する場合に、レーザ光とマイクロ流路を流れる流体とが高効率に相互作用することができる。
【０００９】
また、前記基板は、石英ガラスから構成されることが好ましい。この場合、基板の耐薬品性が向上するので、比較的幅広い種類の流体をマイクロ流路に流すことができる。
【００１０】
本発明の分析装置は、第１の光導波路と、第２の光導波路と、前記第１の光導波路の所定部分と前記第２の光導波路の所定部分との間に配置され流体試料が流れるマイクロ流路とを有する基板と、前記第１の光導波路の一端に光学的に結合された光源と、前記第１の光導波路の他端に光学的に結合された第１の光検出器と、前記第２の光導波路の一端に光学的に結合された第２の光検出器とを備え、前記第１の光導波路の前記所定部分及び前記第２の光導波路の前記所定部分は、方向性結合器を形成している。
【００１１】
本発明の分析装置では、光源から出射された光を第１の光導波路の一端に供給すると、当該光はマイクロ流路を流れる流体試料と相互作用する。ここで、第１の光導波路の所定部分と第２の光導波路の所定部分とは方向性結合器を形成しているので、光は、第１の光導波路及び第２の光導波路の両方を伝搬することとなる。その結果、第１の光導波路の他端及び第２の光導波路の一端から光が出射される。第１の光導波路の他端から出射された光は第１の光検出器に到達する。第２の光導波路の一端から出射された光は第２の光検出器に到達する。
【００１２】
本発明の分析装置によれば、マイクロ流路を流れる流体試料と光源から出射された光とが相互作用可能な距離を長くすることができる。したがって、光源から出射された光に対する流体試料の光学特性を高感度で分析することができる。
【００１３】
また、上記分析装置は、前記第１の光導波路の前記一端に光学的に結合された一端と、前記光源に光学的に結合された他端とを有する光ファイバを更に備えることが好ましい。この場合、光ファイバによって光源から出射される光を第１の光導波路の一端に導入し易くなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、マイクロ流路を流れる流体と光とが相互作用可能な距離を長くすることができるマイクロ流路デバイス及び分析装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
【００１６】
図１は、実施形態に係る分析装置を模式的に示す平面図である。図１に示される分析装置１０は、マイクロ流路デバイス１、光源１４、第１の光検出器１６及び第２の光検出器１８を備える。
【００１７】
マイクロ流路デバイス１は、一端６ａと他端６ｂと一端６ａ及び他端６ｂの間に位置する所定部分６ｃとを有する第１の光導波路６と、一端８ｂと他端８ａと一端８ｂ及び他端８ａの間に位置する所定部分８ｃとを有する第２の光導波路８と、流体試料ａ（流体）が流れるマイクロ流路４とを有する基板２を備える。マイクロ流路４は、光導波路６の所定部分６ｃと光導波路８の所定部分８ｃとの間に配置されている。光導波路６の所定部分６ｃと光導波路８の所定部分８ｃとは、いずれもマイクロ流路４に沿って延びている。光導波路６の所定部分６ｃ及び光導波路８の所定部分８ｃは、方向性結合器１２を形成している。
【００１８】
流体試料ａとしては、例えば水溶液、有機溶媒、酸性溶液、アルカリ性溶液等の液体、酸性ガス、アルカリ性ガス等の気体、気液混合物、又は、粉末が混入した気体若しくは液体等が挙げられる。
【００１９】
基板２は、石英ガラスから構成されることが好ましい。この場合、基板２の耐薬品性が向上するので、比較的幅広い種類の流体試料ａをマイクロ流路４に流すことができる。なお、基板２は、例えばソーダライムガラス等のガラスから構成されるとしてもよい。
【００２０】
光導波路６及び光導波路８は、コアとなり、例えばＧｅが添加された石英ガラスから構成される。クラッドは、例えばコアよりもＧｅ添加量が低い石英ガラスから構成される。Ｇｅ添加量を調整することにより、コアとクラッドとの所望の比屈折率差Δ１（比屈折率差Δ１≒(コアの屈折率−クラッドの屈折率)／(コアの屈折率)）が得られる。コア外への光漏れを小さくする観点から、コアの屈折率は流体試料ａの屈折率よりも高いことが好ましく、クラッドの屈折率は流体試料ａの屈折率よりも低いことが好ましい。また、コア外への光漏れを小さくする観点から、流体試料ａの屈折率は、クラッドとの比屈折率差Δ２（比屈折率差Δ２≒(試料ａの屈折率−クラッドの屈折率)／(試料ａの屈折率)）に換算した値が０〜０．１％となるように設定されることが好ましい。
【００２１】
一実施例において、クラッドへのＧｅ添加量は０、コアとクラッドとの比屈折率差Δ１は０．３％である。また、一実施例において、光導波路６及び光導波路８の幅及び高さはいずれも７．５μｍであり、光導波路６の所定部分６ｃ及び光導波路８の所定部分８ｃの間の距離は５μｍである。
【００２２】
マイクロ流路４は、例えば溝又は空洞である。マイクロ流路４の幅は５μｍ以下であることが好ましい。マイクロ流路４は、流体試料ａを供給するための供給口４ａと、流体試料ａを排出するための排出口４ｂと、供給口４ａ及び排出口４ｂの間に位置する流路部４ｃとを有することが好ましい。供給口４ａには、チューブ３０を介して流体試料ａを供給する流体試料供給源３４が接続されることが好ましい。排出口４ｂにはチューブ３２が接続されていることが好ましい。チューブ３０，３２は例えばポリテトラフルオロエチレンから構成される。流体試料ａは、流体試料供給源３４からチューブ３０を経由して供給口４ａに供給される。その後、流体試料ａは、流路部４ｃを流れて排出口４ｂからチューブ３２を経由して外部に排出される。
【００２３】
光源１４は、光導波路６の一端６ａに光学的に結合されている。光源１４は、例えば半導体レーザである。光源１４からは光Ｌ１が出射される。光Ｌ１の波長は例えば１．５５μｍである。光検出器１６は、光導波路６の他端６ｂに光学的に結合されている。光検出器１８は、光導波路８の一端８ｂに光学的に結合されている。光検出器１６，１８は例えばフォトダイオードである。また、本実施形態では、光導波路８の他端８ａが基板２の一端に到達しているが、到達していなくてもよい。光導波路６の一端６ａ及び光導波路８の他端８ａは、方向性結合器１２の入力端となっている。光導波路６の他端６ｂ及び光導波路８の一端８ｂは、方向性結合器１２の出力端となっている。
【００２４】
分析装置１０は、光導波路６の一端６ａに光学的に結合された一端２０ｂと、光源１４に光学的に結合された他端２０ａとを有する光ファイバ２０を更に備えることが好ましい。光ファイバ２０の一端２０ｂは、例えば光ファイバアレイ２６によって基板２に固定されることが好ましい。
【００２５】
分析装置１０は、光導波路６の他端６ｂに光学的に結合された一端２２ａと、光検出器１６に光学的に結合された他端２２ｂとを有する光ファイバ２２を更に備えることが好ましい。また、分析装置１０は、光導波路８の一端８ｂに光学的に結合された一端２４ａと、光検出器１８に光学的に結合された他端２４ｂとを有する光ファイバ２４を更に備えることが好ましい。光ファイバ２２の一端２２ａ及び光ファイバ２４の一端２４ａは、例えば二芯光ファイバアレイ２８によって基板２に固定されることが好ましい。
【００２６】
本実施形態の分析装置１０では、光源１４から出射された光Ｌ１は、例えば光ファイバ２０を伝搬して光導波路６の一端６ａに供給される。光導波路６の一端６ａに供給された光Ｌ１は、マイクロ流路４を流れる流体試料ａと相互作用する。ここで、光導波路６の所定部分６ｃと光導波路８の所定部分８ｃとは方向性結合器１２を形成しているので、光Ｌ１は、光導波路６及び光導波路８の両方を伝搬することとなる。光Ｌ１は、光導波路６と光導波路８との間を往復することにより流体試料ａと相互作用する。その結果、光導波路６の他端６ｂから光Ｌ２が出射されると共に、光導波路８の一端８ｂから光Ｌ３が出射される。
【００２７】
光導波路６の他端６ｂから出射された光Ｌ２は、例えば光ファイバ２２を伝搬して光検出器１６に到達する。光導波路８の一端８ｂから出射された光Ｌ３は、例えば光ファイバ２４を伝搬して光検出器１８に到達する。光検出器１６，１８に到達した光Ｌ２，Ｌ３は、電気信号に変換された後に加算される。これにより、光Ｌ２と光Ｌ３との合計の光強度を測定することができる。流体試料ａと同じ屈折率を有する標準試料をマイクロ流路４に流したときの光強度を予め測定しておくことにより、上記合計の光強度から流体試料ａの吸光度を測定することができる。
【００２８】
本実施形態の分析装置１０によれば、マイクロ流路４を流れる流体試料ａと光源１４から出射された光Ｌ１とが相互作用可能な距離を長くすることができる。したがって、光源１４から出射された光Ｌ１に対する流体試料ａの光学特性を高感度で分析することができる。さらに、光Ｌ１の光強度が小さくても、流体試料ａと光Ｌ１との相互作用可能な距離を長くすることによって、流体試料ａの光学特性を高感度で分析することができる。
【００２９】
また、分析装置１０が光ファイバ２０を備える場合、光ファイバ２０によって光源１４から出射される光Ｌ１を光導波路６の一端６ａに導入し易くなる。
【００３０】
また、光導波路６及び光導波路８はシングルモード光導波路であることが好ましい。これにより、光Ｌ１として例えばレーザ光を光導波路６の一端６ａに供給する場合に、レーザ光とマイクロ流路４を流れる流体試料ａとが高効率に相互作用することができる。
【００３１】
図２は、実施形態に係るマイクロ流路デバイスを模式的に示す斜視図である。図３は、図２に示されるIII−III線に沿った断面図である。図２及び図３に示されるマイクロ流路デバイス１は、上述のように基板２を備える。基板２は、例えば、マイクロ流路４を形成するための溝が形成された基板４２と、溝を覆うように基板２上に設けられた基板４０とを備える。基板４０，４２は例えば石英ガラスから構成される。マイクロ流路デバイス１によれば、マイクロ流路４を流れる流体試料ａと光導波路６の一端６ａに供給された光Ｌ１とが相互作用可能な距離を長くすることができる。よって、光Ｌ１の光強度が小さくても、流体試料ａと光Ｌ１との相互作用可能な距離を長くすることによって、流体試料ａと光Ｌ１とを十分に相互作用させることができる。したがって、例えばマイクロ流路デバイス１を用いて流体試料ａと光Ｌ１とを反応させる場合であっても、反応率を向上させることができる。
【００３２】
続いて、上述のマイクロ流路デバイス１について行った光学シミュレーションの結果について説明する。図４は、光学シミュレーションの対象となるマイクロ流路デバイス１を模式的に示す図である。マイクロ流路４の延びる方向における基板２の一端からの距離はｘである。また、マイクロ流路４の延びる方向において、基板２の一端から光導波路６，８の合流地点ｘ１までの距離はｄ１であり、合流地点ｘ１から光導波路６，８の分岐地点ｘ２までの距離はＬであり、分岐地点ｘ２から基板２の他端までの距離はｄ２である。また、光導波路６の一端６ａと光導波路８の他端８ａとの間の距離の半分はｄ３である。
【００３３】
以下の光学シミュレーションの第１の例及び第２の例では、ｄ１及びｄ２が５０００μｍ、ｄ３が１２５μｍである。光Ｌ１の波長は１．５５μｍである。マイクロ流路４の深さは７．５μｍである。光導波路６，８はコアとなっており、コアの幅及び高さは７．５μｍである。波長１．５５μｍの光に対するコアの屈折率は１．４４８である。波長１．５５μｍの光に対するクラッドの屈折率は１．４４４である。コアとクラッドとの比屈折率差Δ１は０．３％である。
【００３４】
（光学シミュレーションの第１の例）
本例では、波長１．５５μｍの光に対する流体試料ａの屈折率は１．４４５である。また、マイクロ流路４の幅Ｄは５μｍである。図５及び図６に光学シミュレーション結果を示す。
【００３５】
図５は、Ｌが５０００μｍの場合におけるｘと光強度との関係を示すグラフである。グラフ中、ひし形で示されるプロットを結ぶ波形Ｗ１は、光導波路６を伝搬する光の光強度の変化を示す。グラフ中、正方形で示されるプロットを結ぶ波形Ｗ２は、光導波路８を伝搬する光の光強度の変化を示す。グラフ中、三角形で示されるプロットを結ぶ波形Ｃ１は、マイクロ流路４を流れる流体試料ａ中を伝搬する光の光強度を示す。
【００３６】
図６は、Ｌが１５０００μｍの場合におけるｘと光強度との関係を示すグラフである。グラフ中、ひし形で示されるプロットを結ぶ波形Ｗ１１は、光導波路６を伝搬する光の光強度の変化を示す。グラフ中、正方形で示されるプロットを結ぶ波形Ｗ１２は、光導波路８を伝搬する光の光強度の変化を示す。グラフ中、三角形で示されるプロットを結ぶ波形Ｃ１１は、マイクロ流路４を流れる流体試料ａ中を伝搬する光の光強度を示す。
【００３７】
図５及び図６に示されるグラフから、Ｌの値にかかわらず、光Ｌ１の光強度の１割に相当する光強度を有する光が流体試料ａ中を伝搬することが確認される。また、光導波路６を伝搬する光の光強度と光導波路８を伝搬する光の光強度との合計値は、ｘの値にかかわらず略一定であることが確認される。これは、コア外への光の漏れが殆ど無いことを示す。
【００３８】
（光学シミュレーションの第２の例）
本例では、波長１．５５μｍの光に対する流体試料ａの屈折率を、１．４４４、１．４４５、１．４４６、１．４４７及び１．４４８と変化させている。このとき、クラッドと流体試料ａとの比屈折率差Δ２はそれぞれ０％、０．０７％、０．１４％、０．２１％及び０．２８％である。また、マイクロ流路４の幅Ｄを、５μｍ、１０μｍ、１５μｍ及び２０μｍと変化させている。図７及び図８に光学シミュレーション結果を示す。
【００３９】
図７は、流体試料ａの屈折率と流体試料ａ中を伝搬する光の光強度との関係を示すグラフである。グラフ中、ひし形で示されるプロットＤ５は、マイクロ流路４の幅Ｄが５μｍの場合における光強度を示す。グラフ中、正方形で示されるプロットＤ１０は、マイクロ流路４の幅Ｄが１０μｍの場合における光強度を示す。グラフ中、三角形で示されるプロットＤ１５は、マイクロ流路４の幅Ｄが１５μｍの場合における光強度を示す。グラフ中、×印で示されるプロットＤ２０は、マイクロ流路４の幅Ｄが２０μｍの場合における光強度を示す。
【００４０】
図８は、流体試料ａの屈折率と光導波路６，８から漏れる光の光強度との関係を示すグラフである。光導波路６，８から漏れる光は光検出器１６，１８に到達しないので、光漏れは測定誤差の原因の一つとなる。グラフ中、ひし形で示されるプロットＤ１０５は、マイクロ流路４の幅Ｄが５μｍの場合における光強度を示す。グラフ中、正方形で示されるプロットＤ１１０は、マイクロ流路４の幅Ｄが１０μｍの場合における光強度を示す。グラフ中、三角形で示されるプロットＤ１１５は、マイクロ流路４の幅Ｄが１５μｍの場合における光強度を示す。グラフ中、×印で示されるプロットＤ１２０は、マイクロ流路４の幅Ｄが２０μｍの場合における光強度を示す。
【００４１】
図７及び図８に示されるグラフから、流体試料ａの屈折率が高くなるほど流体試料ａ中を伝搬する光の割合が大きくなる傾向にあることが確認される。この場合、高感度な測定が可能となる。一方、流体試料ａの屈折率がコアの屈折率に近づくと、光漏れが大きくなる傾向にあることが確認される。したがって、流体試料ａの屈折率を、コアの屈折率よりも低くすることが好ましく、クラッドの屈折率よりも高くすることが好ましい。さらに、流体試料ａの屈折率を、クラッドと流体試料ａとの比屈折率差Δ２に換算したときの値が０〜０．１％となるようにすることが特に好ましい。この場合、光漏れを十分に抑制することができる。なお、コアとクラッドとの比屈折率差Δ１は略一定であることが好ましい。これにより、例えば、コアの幅、コアが曲がっている部分の曲率半径、又は、隣り合うコア間の距離等を変える必要がなくなる。このため、高価なフォトマスクを新たに用意する必要がない。
【００４２】
さらに、マイクロ流路４の幅Ｄを小さくすると、光漏れが小さくなる傾向にあることが確認される。したがって、マイクロ流路４の幅Ｄは５μｍ以下であることが好ましい。この場合、流体試料ａの屈折率が、例えば温度変動等により変動しても光漏れが発生し難い。
【００４３】
続いて、図９(ａ)〜図９(ｆ)及び図１０(ａ)〜図１０(ｅ)を参照して、マイクロ流路デバイス１の製造方法の一例について説明する。図９(ａ)〜図９(ｆ)及び図１０(ａ)〜図１０(ｅ)は、マイクロ流路デバイス１の製造方法の一例を示す工程断面図である。
【００４４】
まず、図９(ａ)に示されるように、石英基板等の基板５０上にエッチング用マスク５２を形成する。エッチング用マスク５２は例えばパターニングされたレジスト膜からなる。
【００４５】
次に、図９(ｂ)に示されるように、エッチング用マスク５２を用いて基板５０をエッチングすることにより、溝５６が形成された基板５４を形成する。エッチング方法としては、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）法を好適に用いることができる。
【００４６】
次に、図９(ｃ)に示されるように、溝５６を埋め込むように基板５４上にコア膜５８を形成する。コア膜５８は、例えばプラズマＣＶＤ法を用いて形成される。コア膜５８は、溝５６に対応する窪み５９を表面に有する。
【００４７】
次に、図９(ｄ)に示されるように、コア膜５８上にレジスト膜６０を塗布する。レジスト膜６０は、コア膜５８の窪み５９を埋め込むように形成されるので、平坦な表面を有する。
【００４８】
次に、図９(ｅ)に示されるように、例えばＲＩＥ法を用いてレジスト膜６０及びコア膜５８をエッチングすることによりコアとなる光導波路６，８を溝５６内に形成する。これにより、光導波路６，８の表面が平坦化される。
【００４９】
次に、図９(ｆ)に示されるように、基板５４及び光導波路６，８上にエッチング用マスク６２を形成する。エッチング用マスク６２は例えばパターニングされたレジスト膜からなる。エッチング用マスク６２は、光導波路６と光導波路８との間に開口を有する。
【００５０】
次に、図１０(ａ)に示されるように、エッチング用マスク６２を用いて基板５４をエッチングすることにより、溝４ｄが形成された基板４２を形成する。エッチング方法としては、ＲＩＥ法を好適に用いることができる。
【００５１】
次に、図１０(ｂ)に示されるように、溝４ｄ及び光導波路６，８を覆うように、例えば接着剤等を用いて基板４２に基板６４を張り合わせる。基板６４はカバー部材となる。
【００５２】
次に、図１０(ｃ)に示されるように、基板６４上にエッチング用マスク６６を形成する。エッチング用マスク６６は例えばパターニングされたレジスト膜からなる。エッチング用マスク６６は、流路部４ｃの上方に開口を有する。
【００５３】
次に、図１０(ｄ)に示されるように、エッチング用マスク６６を用いて基板６４をエッチングすることにより、供給口４ａが形成された基板４０を形成する。エッチング方法としては、ＲＩＥ法を好適に用いることができる。これにより、マイクロ流路デバイス１を製造することができる。
【００５４】
次に、必要に応じて、図１０(ｅ)に示されるように、供給口４ａにチューブ３０を接続する。
【００５５】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】実施形態に係る分析装置を模式的に示す平面図である。
【図２】実施形態に係るマイクロ流路デバイスを模式的に示す斜視図である。
【図３】図２に示されるIII−III線に沿った断面図である。
【図４】光学シミュレーションの対象となるマイクロ流路デバイスを模式的に示す図である。
【図５】Ｌが５０００μｍの場合におけるｘと光強度との関係を示すグラフである。
【図６】Ｌが１５０００μｍの場合におけるｘと光強度との関係を示すグラフである。
【図７】流体試料ａの屈折率と流体試料ａ中を伝搬する光の光強度との関係を示すグラフである。
【図８】流体試料ａの屈折率と光導波路６，８から漏れる光の光強度との関係を示すグラフである。
【図９】図９(ａ)〜図９(ｆ)は、マイクロ流路デバイス１の製造方法の一例を示す工程断面図である。
【図１０】図１０(ａ)〜図１０(ｅ)は、マイクロ流路デバイス１の製造方法の一例を示す工程断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１…マイクロ流路デバイス、２…基板、４…マイクロ流路、６…第１の光導波路、６ａ…第１の光導波路の一端、６ｂ…第１の光導波路の他端、６ｃ…第１の光導波路の所定部分、８…第２の光導波路、８ｂ…第２の光導波路の一端、８ｃ…第２の光導波路の所定部分、１０…分析装置、１２…方向性結合器、１４…光源、１６…第１の光検出器、１８…第２の光検出器、２０…光ファイバ、２０ａ…光ファイバの他端、２０ｂ…光ファイバの一端、ａ…流体試料（流体）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光導波路と、第２の光導波路と、前記第１の光導波路の所定部分と前記第２の光導波路の所定部分との間に配置され流体が流れるマイクロ流路と、を有する基板を備え、
前記第１の光導波路の前記所定部分及び前記第２の光導波路の前記所定部分は、方向性結合器を形成している、マイクロ流路デバイス。
【請求項２】
前記第１の光導波路及び前記第２の光導波路はシングルモード光導波路である、請求項１に記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項３】
前記基板は、石英ガラスから構成される、請求項１又は２に記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項４】
第１の光導波路と、第２の光導波路と、前記第１の光導波路の所定部分と前記第２の光導波路の所定部分との間に配置され流体試料が流れるマイクロ流路と、を有する基板と、
前記第１の光導波路の一端に光学的に結合された光源と、
前記第１の光導波路の他端に光学的に結合された第１の光検出器と、
前記第２の光導波路の一端に光学的に結合された第２の光検出器と、
を備え、
前記第１の光導波路の前記所定部分及び前記第２の光導波路の前記所定部分は、方向性結合器を形成している、分析装置。
【請求項５】
前記第１の光導波路の前記一端に光学的に結合された一端と、前記光源に光学的に結合された他端と、を有する光ファイバを更に備える、請求項４に記載の分析装置。
【請求項１】
第１の光導波路と、第２の光導波路と、前記第１の光導波路の所定部分と前記第２の光導波路の所定部分との間に配置され流体が流れるマイクロ流路と、を有する基板を備え、
前記第１の光導波路の前記所定部分及び前記第２の光導波路の前記所定部分は、方向性結合器を形成している、マイクロ流路デバイス。
【請求項２】
前記第１の光導波路及び前記第２の光導波路はシングルモード光導波路である、請求項１に記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項３】
前記基板は、石英ガラスから構成される、請求項１又は２に記載のマイクロ流路デバイス。
【請求項４】
第１の光導波路と、第２の光導波路と、前記第１の光導波路の所定部分と前記第２の光導波路の所定部分との間に配置され流体試料が流れるマイクロ流路と、を有する基板と、
前記第１の光導波路の一端に光学的に結合された光源と、
前記第１の光導波路の他端に光学的に結合された第１の光検出器と、
前記第２の光導波路の一端に光学的に結合された第２の光検出器と、
を備え、
前記第１の光導波路の前記所定部分及び前記第２の光導波路の前記所定部分は、方向性結合器を形成している、分析装置。
【請求項５】
前記第１の光導波路の前記一端に光学的に結合された一端と、前記光源に光学的に結合された他端と、を有する光ファイバを更に備える、請求項４に記載の分析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−３００５６３（Ｐ２００６−３００５６３Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１１８８１２（Ｐ２００５−１１８８１２）
【出願日】平成１７年４月１５日（２００５．４．１５）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月１５日（２００５．４．１５）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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