[發(fā)明專利]新型雙參量光纖生化傳感器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110243194.8
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113049013A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設計）人: 鞠濤;孟令知;苑立波
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01D5/353
• 分類號: G01D5/353
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種新型雙參量光纖生化傳感器系統(tǒng)。其特征是：該光纖傳感器系統(tǒng)由寬帶光源，寬帶環(huán)形器，光譜儀和雙參量光纖生化傳感器組成，該雙參量光纖生化傳感器是由一段單模光纖焊接一種單模光纖與同軸雙波導光纖互聯(lián)耦合的模式轉換器，再焊接一段同軸雙波導光纖，最后再焊接一小段無芯光纖組成的，其中無芯光纖端被研磨或被熔融拉錐制成弧形錐體圓臺，該錐體圓臺被鍍上一層納米金膜，形成表面等離子波(SPR)敏感探頭，而同軸雙波導光纖端靠近無芯光纖錐體部分的中間芯被寫入光纖Bragg光柵(FBG)，用于實現傳感區(qū)的溫度測量，該光纖生化傳感系統(tǒng)能夠滿足生化傳感應用場景下的對生化參量和溫度參量同時測量的需求。

2.根據權利要求1所述的新型雙參量光纖生化傳感器系統(tǒng)中，一種實現單模光纖與同軸雙波導光纖互聯(lián)耦合的模式轉換器，其特征是該模式轉換器是由單模光纖焊接一段雙包層光纖再焊接一段同軸雙波導光纖的三明治結構組成，該模式轉換器是在雙包層光纖與同軸雙波導光纖的焊接點處經過熱擴散技術加工而成，能夠將來自單模光纖的模場的一部分光功率低損耗的過渡到具有單模特性的中間芯中，而另一部分則被轉化成高階模，例如，LP02的環(huán)形模，低損耗的過渡到同軸雙波導光纖的環(huán)形芯中，能夠實現較低光損耗的耦合連接。

3.根據權利要求1所述的新型雙參量光纖生化傳感器系統(tǒng)，通過弧形錐體研磨技術可以在無芯光纖端制成弧形錐體圓臺，通過計算機控制電控位移臺調節(jié)無芯光纖端與研磨臺面的接觸角度，即可在無芯光纖端制成具有不同弧形的錐體圓臺。

4.根據權利要求1所述的新型雙參量光纖生化傳感器系統(tǒng)，通過熔融拉錐技術可以在無芯光纖端制成弧形錐體圓臺，通過計算機控制拉錐機的加熱溫度、拉錐速度對無芯光纖拉錐，拉錐后對無芯光纖切割，即可在無芯光纖端制成具有不同弧形的錐體圓臺。

5.根據權利要求2所述的熱擴散技術制備單模光纖與同軸雙波導光纖互聯(lián)耦合的模式轉換器，包括如下步驟：

1)、對雙包層光纖進行參數優(yōu)化設計

根據同軸雙波導光纖的參數，對雙包層光纖的纖芯和內包層的幾何尺寸、摻雜劑種類、數值孔徑進行優(yōu)化設計。

2)、進行熱擴散處理

將雙包層光纖與同軸雙波導光纖焊接點處放在恒溫場中進行高溫加熱處理，加熱一定時間之后，雙包層光纖與同軸雙波導光纖焊接點的折射率分布漸變?yōu)榻频膱A周對稱的準高斯分布。