[發(fā)明專(zhuān)利]高靈敏度微納光纖復(fù)合型微腔生化傳感器及其制造方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210483313.8
• 申請(qǐng)日: 2012-11-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102967582A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張小貝;殷趙輝;楊萍;龐拂飛;劉云啟;王廷云
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/41
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/41
• 代理公司: 上海上大專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

1.一種高靈敏度微納光纖復(fù)合型微腔生化傳感器，由一根微納光纖（4）和在其內(nèi)部的第一光纖內(nèi)部反射鏡（1）、第二光纖內(nèi)部反射鏡（2）、和微納光纖F-P腔（3）以及一個(gè)結(jié)型微納光纖環(huán)形腔（5）構(gòu)成，其特征在于：所述微納光纖（4）是通過(guò)火焰加工單模光纖制成的，第一光纖內(nèi)部反射鏡（1）和第二光纖內(nèi)部反射鏡（2）分別是通過(guò)飛秒脈沖激光沿微納光纖（4）內(nèi)部纖芯的徑向改變光纖的折射率形成的反射面；由結(jié)型微納光纖環(huán)形腔（5）和微納光纖F-P腔（3）構(gòu)成微納米光纖復(fù)合型微腔；該微納米光纖復(fù)合型微腔由于其Fano諧振譜線而在中心波長(zhǎng)處具有極大的變化斜率，陡峭的斜率可以把微小的環(huán)境參量變化轉(zhuǎn)化為大的可探測(cè)的強(qiáng)度變化，極大地提高了生化傳感器的靈敏度，可實(shí)現(xiàn)快響應(yīng)速度和高靈敏度的微納米量級(jí)生化測(cè)量。

2.一種高靈敏度微納光纖復(fù)合型微腔生化傳感器的制造方法，用于制作根據(jù)權(quán)利要求1所述的高靈敏度微納光纖復(fù)合型微腔生化傳感器，其特征在于：將普通單模光纖進(jìn)行熔融制成微納光纖（4），并且在微納光纖內(nèi)部用飛秒激光制作兩個(gè)反射鏡，然后在兩個(gè)反射鏡之間打結(jié)，最終制成由微納光纖F-P腔（3）和結(jié)型微納光纖環(huán)形腔（5）構(gòu)成的微納光纖復(fù)合型微腔，其中微納光纖直徑在微納米量級(jí)；其操作步驟如下：

1）微納光纖制備：用氫氧火焰（6）作為熱源對(duì)一段長(zhǎng)2米???????????????????????????????????????????????0.2米的單模光纖（7）進(jìn)行熔融制成微納光纖：在此單模光纖中間剝?nèi)ラL(zhǎng)3厘米0.3厘米的涂覆層，并用酒精擦拭干凈裸纖部分（8），放置在間距為5cm0.5cm的光纖夾具（9）上，尾纖的一端連接到寬帶光源（10），另一端連接至光功率計(jì)（11），用以監(jiān)控單模光纖在熔融過(guò)程中的損耗變化情況；通過(guò)熱源的氫氣流量和火焰溫度的優(yōu)化設(shè)定，保證所制得的微納光纖（12）均一性；

2）飛秒激光制作微納光纖復(fù)合型微腔：將制備的微納光纖（12）置于三維移動(dòng)平臺(tái)（13）上，使微納光纖（12）軸向垂直于飛秒脈沖激光光束（14）的傳輸方向；飛秒脈沖激光（15）通過(guò)顯微鏡的物鏡（16）聚焦于光纖熔錐錐腰的中心，三維移動(dòng)平臺(tái)沿飛秒脈沖激光傳輸方向移動(dòng)，使飛秒脈沖激光的聚焦點(diǎn)沿光纖徑向掃描光纖熔錐的錐腰，從而飛秒激光刻寫(xiě)區(qū)域覆蓋光纖熔錐錐腰區(qū)的纖芯，即單個(gè)反射面制備完畢；每制作一個(gè)反射面時(shí)，三維移動(dòng)平臺(tái)的移動(dòng)距離為錐腰直徑的二分之一，移動(dòng)速度為0.7-0.9?μm/s；控制臺(tái)沿x軸向錐腰另一端移動(dòng)所需腔長(zhǎng)的距離，完成第二個(gè)反射面的制備；在制備好的兩個(gè)反射面之間對(duì)微納光纖打結(jié)，制成由微納光纖F-P腔（3）和結(jié)型微納光纖環(huán)形腔（5）構(gòu)成的微納光纖復(fù)合型微腔。