[發明專利]一種基于雙芯光子晶體光纖的熒光探測系統和方法

有效

• 申請號: 202110679911.1
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113376136B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 唐舟卓;欒汶林;陳嘉琳;李文卓;余霞
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G02B6/02
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 吳小燦;朱亞娜

1.一種基于雙芯光子晶體光纖的熒光探測系統，其特征在于，包括雙芯光子晶體光纖，所述雙芯光子晶體光纖的一端連接到光譜儀模塊，所述雙芯光子晶體光纖的另一端通過單模光纖連接到激光器，所述雙芯光子晶體光纖中的第一纖芯輸出激發激光，所述雙芯光子晶體光纖中的第二纖芯輸出熒光信號，所述熒光信號被耦合至所述光譜儀模塊中，所述雙芯光子晶體光纖中的空氣孔通過吸液裝置灌注有待測熒光樣品溶液；

所述光譜儀模塊包括依次連接的準直透鏡、光譜儀和計算機，所述準直透鏡對準所述雙芯光子晶體光纖的熒光信號輸出端，所述光譜儀將所述熒光信號形成的熒光光譜數據傳輸給所述計算機，所述計算機計算出熒光光譜信息和熒光強度信息；

所述單模光纖被安裝在第一光纖位移架上，所述雙芯光子晶體光纖被安裝在第二光纖位移架上，所述第一光纖位移架用于所述單模光纖與所述雙芯光子晶體光纖的對接，所述第二光纖位移架用于雙芯光子晶體光纖與所述準直透鏡的對接；

所述吸液裝置包括注射器和從所述注射器的注射頭接口接續的負壓腔，所述負壓腔的上口連接所述注射頭接口，所述負壓腔的下口設置有硅膠堵頭，所述雙芯光子晶體光纖的一端穿插所述硅膠堵頭伸入到所述負壓腔內，所述雙芯光子晶體光纖的另一端為插入所述待測熒光樣品溶液的吸液口；

所述雙芯光子晶體光纖的光纖中心左右分布著所述第一纖芯和所述第二纖芯，所述第一纖芯和所述第二纖芯的周圍分布著呈蜂窩狀的空氣孔陣列。

2.根據權利要求1所述的基于雙芯光子晶體光纖的熒光探測系統，其特征在于，所述單模光纖的激光輸出端具有燒球結構以將激發激光聚焦于所述雙芯光子晶體光纖中的第一纖芯輸入端。

3.根據權利要求1所述的基于雙芯光子晶體光纖的熒光探測系統，其特征在于，所述負壓腔的腔體采用PVC管。

4.根據權利要求1所述的基于雙芯光子晶體光纖的熒光探測系統，其特征在于，所述注射器的筒口凸沿設置有注射器夾具，所述注射器夾具包括通過機械緊固件將所述筒口凸夾緊的下層第一亞克力板和下層第二亞克力板，所述機械緊固件中的螺栓具有向上延伸部，所述向上延伸部連接有可轉動開合的上層亞克力板，所述上層亞克力板用來在注射器活塞被抽起后保持活塞位置以維持負壓腔中的低氣壓環境從而維持所述雙芯光子晶體光纖吸液所需的壓差。

5.一種基于雙芯光子晶體光纖的熒光探測方法，其特征在于，采用如上述權利要求1-4之一所述的基于雙芯光子晶體光纖的熒光探測系統以同時實現濾光和增強。

6.根據權利要求5所述的基于雙芯光子晶體光纖的熒光探測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，根據待測熒光樣品溶液的激發波長切下預設長度的雙芯光子晶體光纖備用；

步驟2，利用吸液裝置將待測熒光樣品溶液灌注進入裁切好的雙芯光子晶體光纖的空氣孔中；

步驟3，將灌注好的雙芯光子晶體光纖放入熒光探測系統，組裝調制熒光探測系統；

步驟4，打開激光光源，從雙芯光子晶體光纖末端的一個纖芯中得到純凈的熒光，耦合至光譜儀模塊中進行后續分析。

7.根據權利要求6所述的基于雙芯光子晶體光纖的熒光探測方法，其特征在于，所述步驟1中的預設長度通過以下方式確定：根據所述雙芯光子晶體光纖的耦合長度與波長的關系表達式：

L_C＝3.27×10^-13λ^-1.82

得到激發波長下雙芯光子晶體光纖的耦合距離，選取耦合長度的奇數倍作為所述雙芯光子晶體光纖的預設長度。