[發明專利]一種基于腔增強表面等離子體共振的熒光檢測傳感裝置

在審

• 申請號: 202110552119.X
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113406047A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 李宜原;黃一槐;逯鑫淼;張輝朝;張鈺;黃博
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 楊舟濤

1.一種基于腔增強表面等離子體共振的熒光檢測傳感裝置，其特征在于：該裝置包括激光光源(1)、帶通濾光單元(2)、光束耦合器(3)、高反腔單元(4)、長波通濾光片(5)、聚焦透鏡以及光信息接收單元(6)；

所述激光光源(1)為可調諧激光器或多波長激光器，用于發射多種單一頻率的光束；帶通濾光片單元(2)包括藍藻熒光激發帶通濾光片(21)和葉綠素熒光激發帶通濾光片(22)，用于選出藍藻或葉綠素熒光激發波段的光束，然后送入光束耦合器(3)；高反腔單元(4)包括密封進水口(44)、密封出水口(45)、高反腔(41)以及金屬層(42)與納米顆粒層(43)；高反腔(41)分為進光部、反射部和出光部，光束耦合器(3)設置在高反腔(41)的進光部外側，和高反腔(41)外相切，用于將經過篩選的光耦合進高反腔(41)單元中；金屬層(42)與納米顆粒層(43)設置在高反腔(41)的反射部內側，且互不重疊；長波通濾波片(5)設置在高反腔(51)的出光部，用于阻攔非熒光信號，將熒光信號引出腔外；光信息接收單元(7)設置在長波通濾波片(5)的外側，在長波通濾波片(5)和光信息接收單元(7)之間還設置有聚焦透鏡(6)。

2.如權利要求1所述一種基于腔增強表面等離子體共振的熒光檢測傳感裝置，其特征在于：激光光源(1)發出的光束的波長調節范圍為400～625nm。

3.如權利要求1所述一種基于腔增強表面等離子體共振的熒光檢測傳感裝置，其特征在于：藍藻熒光激發帶通濾光片(21)允許通過的光束的波長范圍為500～625nm，葉綠素熒光激發帶通濾光片(22)允許通過的光束的波長范圍為400～550nm。

4.如權利要求1所述一種基于腔增強表面等離子體共振的熒光檢測傳感裝置，其特征在于：光束耦合器(3)為棱鏡耦合器或光纖耦合器。

5.如權利要求1所述一種基于腔增強表面等離子體共振的熒光檢測傳感裝置，其特征在于：所述高反腔(41)為四分之三球形高反腔，材料為SiO₂，腔壁厚度為5～10μm，腔體直徑為0.5～2.5cm。

6.如權利要求1所述一種基于腔增強表面等離子體共振的熒光檢測傳感裝置，其特征在于：納米顆粒層(43)的納米顆粒為核殼結構，顆粒直徑為50～80nm，包含金納米層以及包裹在金納米層外的二氧化硅納米層，用于增強熒光傳感信號。

7.如權利要求1或5所述一種基于腔增強表面等離子體共振的熒光檢測傳感裝置，其特征在于：金屬層(42)為厚度為50～80nm金薄膜，設置于高反腔(41)四分之一缺口的對側。

8.如權利要求1或5所述一種基于腔增強表面等離子體共振的熒光檢測傳感裝置，其特征在于：長波通濾光片(5)的截止波長為630nm，設置在高反腔(41)四分之一缺口處。

9.如權利要求1所述一種基于腔增強表面等離子體共振的熒光檢測傳感裝置，其特征在于：光信息接收單元(7)為光電二極管、光電倍增管或雪崩二極管。

10.如權利要求1所述一種基于腔增強表面等離子體共振的熒光檢測傳感裝置，其特征在于：還包括光信息處理單元(8)，用于對光信息接受單元接收到的信息進行分析處理，得到水體中藍藻和葉綠素的濃度；光信息處理單元(8)包括微處理器(81)、顯示屏(82)、無線裝置(83)和監控主機(84)。