[發明專利]傳感器的詢問

無效

• 申請號: 200910261729.3
• 申請日: 2005-07-19
• 公開（公告）號: CN101788458A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: C·R·洛;J·布萊思;A·P·詹姆斯
• 申請（專利權）人: 劍橋企業有限公司
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G01N21/25
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 鄭建暉;楊勇

本申請為分案申請，其原申請的申請日為2005年7月19日，申請號為200580024299.3(國際申請號PCT/GB2005/002861)，名稱為“傳感器的詢問”。

發明領域

本發明涉及改變全息傳感器光學特性的方法。

背景技術

全息傳感器可用于探測多種分析物。WO95/26499公開了一種基于體積全息圖的全息傳感器。該傳感器包含對分析物敏感的基質，該基質具有遍布其體積內而布置的光學轉換結構。由于這種轉換器的物理排列，使傳感器產生的光學信號對由于與分析物的相互作用或反應而發生在對分析物敏感的基質內的體積變化或結構重排非常敏感。

WO03/087899公開了一種使用全息傳感器進行連續傳感的方法。該方法中，含有分析物的流體流過傳感器，使分析物與全息承載介質(supporting?medium)發生可逆反應。

發明內容

本發明基于全息傳感器感知物理相互作用——例如存在溫度、磁場、電場或其他輻射場、光和/或壓力——的實現。傳感器，例如其中承載全息圖的介質受物理相互作用影響的體積全息圖，發生可觀測到的變化。光學特性的上述變化優選是可逆的。

根據本發明，傳感方法包括向全息傳感器施加傳感器對其敏感的外部物理影響，并觀察圖像的變化。該物理影響可理解為使其中承載有全息元件的介質的物理屬性發生變化的遠程或直接詢問。

全息傳感器可對物理影響——例如溫度、磁力、光和/或壓力——敏感。本發明與安全/鑒定特別相關。觀察到的變化，即傳感器光學特性的變化，可通過眼睛直接觀測，或使用任何適宜的裝置，例如分光計檢測。

附圖簡述

圖1為峰值波長(nm)隨溫度(℃)變化的圖；并且

圖2為強度(計數)隨時間(mins)的變化圖。

圖3是根據一個實施方案的全息傳感器的側視圖，該全息傳感器包括在承載介質中記載的體積全息圖。

具體實施方式

本發明中使用的全息傳感器通常包含全息承載介質以及遍布在介質體積內而布置的全息圖。圖3是根據一個實施方案的全息傳感器10的側視圖，該全息傳感器包括在承載介質30中記載的體積全息圖20。本發明方法優選涉及使用其中承載介質對物理屬性(例如溫度)敏感的傳感器。通過對傳感器進行詢問，其(本身的(local))物理屬性會發生變化，導致承載介質的屬性改變。這引起元件光學特性的改變。

該傳感器可通過任何適宜的手段進行詢問。作為遠程詢問的實例，當功率適宜的激光照射傳感器時，可導致承載介質膨脹。因此本發明的傳感器可為光可尋址的。

其他形式的詢問為非遠程的，并且包括以壓縮或者拉伸的方式直接施加壓力，例如手動或通過施加一個重量來施加壓力。全息圖可對物理作用——例如無論是升高的或降低的溫度——敏感。

發生變化的承載介質的屬性可以是其電荷密度、體積、形狀、密度、粘度、強度、硬度、電荷、疏水性、溶脹性、完整性(integrity)、交聯密度或任何其他物理屬性。這種屬性的變化導致全息元件的光學特性——例如極化性、反射率、折射率或吸收率——改變。如果在全息圖通過入射寬頻帶的、非離子型電磁輻射再現時發生任何變化，光學屬性將發生改變并且可觀察到例如色彩或強度的變化。

改變的屬性優選是承載介質的尺寸或體積。這可通過向承載基質中引入可導致承載介質膨脹或收縮的基團來實現。承載介質優選含有具有粘彈性的天然或改性的基質。

在一個優選的實施方案中，承載介質含有螺吡喃基團或其衍生物。螺吡喃在暴露于UV光時，發生向部花青的可逆轉變。該轉變過程伴隨有電荷的增多，并且可導致承載介質膨脹。該轉變可通過用可見光或熱對傳感器進行詢問而顛倒。

為了在承載介質中獲得磁轉變，介質可含有鐵磁聚合物，或者一種或多種“分子磁體”。分子磁體已知并且可合成為可聚合單體。

全息傳感器可包括多個全息元件，各元件對不同的屬性敏感。全息元件可為陣列形式。

全息圖可為，例如透射全息圖或反射全息圖。在反射全息圖中，條紋平行于承載介質的表面；這導致光線在入射光線所進入的相同表面上離開。條紋的幾何形狀提供可對溫度的變化尤為敏感的全息圖。

傳感器對外部物理相互作用的敏感性可源于傳感器或承載介質的本體屬性(bulk?properties)。或者，也可源于全息元件的化學變化或其他改性；這對更敏感的反應和/或遠程詢問可能尤為合適。