[發(fā)明專利]復合式極大傾角光纖光柵生化傳感器及其制作方法

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• 申請日: 2015-01-20
• 公開（公告）號: CN104596941A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅彬彬;趙明富;石勝輝;吳勝昔;全曉莉;鐘年丙;陳立功;肖漢光;周登義;汪治華
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶理工大學
• 主分類號: G01N21/23
• 分類號: G01N21/23;G01K11/32
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙) 50211
• 代理人: 郭云

1.復合式極大傾角光纖光柵生化傳感器，包括光纖纖芯(3)和包裹光纖纖芯(3)的光纖包層(2)，其特征在于：所述光纖纖芯(3)的前段設(shè)置第一傾斜光纖光柵(4)，該第一傾斜光纖光柵(4)的傾斜光柵條紋與光纖縱向軸的夾角為45°；該第一傾斜光纖光柵(4)作為復合式生化傳感器的起偏器；所述光纖纖芯(3)中段的前半段設(shè)置第二傾斜光纖光柵(5)，該第二傾斜光纖光柵(5)作為光纖纖芯(3)和光纖包層(2)的光共振耦合器；該第二傾斜光纖光柵(5)的傾斜光柵條紋與與光纖縱向軸的夾角為79°～84°；所述第一傾斜光纖光柵(4)的快軸和慢軸分別與所述第二傾斜光纖光柵(5)的快軸和慢軸平行；所述光纖纖芯(3)中段的后半段設(shè)置光纖Bragg光柵(6)；在所述光纖包層(2)前段和后段的外表面涂覆有光纖保護涂覆層(1)；在所述光纖包層(2)中段的外表面吸附有硅烷層(7)；所述硅烷層(7)的外表面設(shè)置有適體層(8)，該適體層(8)對目標生物分子或待測化學成分具有選擇性吸收或敏感的特性。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復合式極大傾角光纖光柵生化傳感器，其特征在于：在適體層(8)外設(shè)置有保護套(9)，該保護套(9)上設(shè)置有分子孔篩。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復合式極大傾角光纖光柵生化傳感器，其特征在于：第一傾斜光纖光柵的長度為20～30mm，第二傾斜光纖光柵的長度為10～30mm，第一傾斜光纖光柵與第二傾斜光纖光柵之間的光纖長度為20～30mm；第二傾斜光纖光柵與光纖Bragg光柵(6)之間的光纖長度為20mm～30mm。

4.復合式極大傾角光纖光柵生化傳感器的制作方法，其特征在于：包括如下步驟：

第一步：取一根單模裸光纖，該單模裸光纖只具有光纖纖芯(3)以及包裹光纖纖芯(3)的光纖包層(2)；對該單模裸光纖進行載氫處理；

第二步：制作第一傾斜光纖光柵(4)：用雙頻Ar⁺激光器作為光源，使用掃描幅度掩膜法在單模裸光纖的光纖纖芯(3)前段上制作第一傾斜光纖光柵；設(shè)置幅度掩膜板的干涉條紋與光纖水平軸的夾角為33.7°，得到的第一傾斜光纖光柵的傾斜光柵條紋與光纖縱向軸的夾角為45°；該第一傾斜光纖光柵(4)作為復合式生化傳感器的起偏器；

第三步：制作第二傾斜光纖光柵(5)：用雙頻Ar⁺激光器作為光源，使用掃描幅度掩膜法，在該單模裸光纖的光纖纖芯(3)中段的前半段制作第二傾斜光纖光柵；設(shè)置幅度掩膜板的干涉條紋與光纖水平軸的夾角為78°～80°，得到的第二傾斜光纖光柵的傾斜光柵條紋與光纖縱向軸的夾角為79°～84°；該第二傾斜光纖光柵(5)作為光纖纖芯(3)和光纖包層(2)的光共振耦合器；

第四步：制作光纖Bragg光柵(6)：用雙頻Ar⁺激光器作為光源，使用相位掩膜法，在該單模光纖纖芯中段的后半段制作光纖Bragg光柵(6)；

第五步：使用光纖涂覆機，在光纖包層(2)的前段和后段表面上涂覆上一層多聚物光纖保護涂覆層；

第六步：使用濃度為5％～8％的硝酸清潔光纖表面，利用硅烷偶聯(lián)劑溶液對光纖包層中段的外表面進行硅烷化處理，在其外表面形成硅烷層(7)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復合式極大傾角光纖光柵生化傳感器的制作方法，其特征在于：該方法還包括第七步：在硅烷層(7)的表面固定適體層(8)，該適體層(8)對目標生物分子或待測化學成分具有選擇性吸收或敏感的特性。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的復合式極大傾角光纖光柵生化傳感器的制作方法，其特征在于：該方法還包括

第八步：在適體層(8)外設(shè)置保護套(9)；該保護套(9)上設(shè)置有分子孔篩，以使目標生物分子或待測化學分子能夠滲透分子孔篩。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復合式極大傾角光纖光柵生化傳感器的制作方法，其特征在于：

第一傾斜光纖光柵的長度為20～30mm，第二傾斜光纖光柵的長度為10～30mm，第一傾斜光纖光柵與第二傾斜光纖光柵之間的光纖長度為20～30mm；第二傾斜光纖光柵與光纖Bragg光柵(6)之間的光纖長度為20mm～30mm，該光纖Bragg光柵的長度2mm～10mm。