[發明專利]一種基于多芯少模光纖的細胞形態分析儀

在審

• 申請號: 202111187409.5
• 申請日: 2021-10-12
• 公開（公告）號: CN113866971A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 苑立波;王東輝;孟令知
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G02B21/06
• 分類號: G02B21/06;G02B6/255;G02B6/02;G02B6/028;G02B6/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于多芯少模光纖的細胞形態分析儀，其特征是：它由模式控制單模光纖(1)、雙包層過渡光纖(2)、多孔毛細管(3)、扇入扇出拉錐區(4)、異質多芯光纖(5)、姿態控制單模光纖(6)、雙包層過渡光纖(7)、低折射率多孔套管(8)、模式轉換拉錐區(9)、多芯少模光纖(10)和光纖錐臺(11)組成，所述系統中模式控制單模光纖(1)輸入的光波，經雙包層過渡光纖(2)和多孔毛細管(3)拉錐制備得到的扇入扇出拉錐區(4)，每根模式控制單模光纖(1)中的光波均被轉換至異質多芯光纖(5)對應纖芯的導模；姿態控制單模光纖(6)輸入的光波被注入雙包層過渡光纖(7)，將異質多芯光纖(5)和雙包層過渡光纖(7)插入低折射率多孔套管(8)并且進行拉錐，形成模式轉換拉錐區(9)輸出至多芯少模光纖(10)，其中異質多芯光纖(5)中各單模纖芯導模演化為多芯少模光纖(10)中央少模纖芯中的各個導行模式，兩類模式的轉化呈一一對應關系，同類模式之間無顯著串擾，由姿態控制單模光纖(6)輸入的光波演化為多芯少模光纖(10)周圍纖芯中的基模，將多芯少模光纖(10)的尖端磨錐后電弧放電制成具有球形尖端的光纖錐臺(11)，使周圍纖芯被錐面折射聚焦于光纖前端，用以控制待測粒子(10)的位置和姿態，中央少模纖芯的基模出射光作為STED顯微鏡的激發光，中央少模纖芯中可容納的各階渦旋光束作為STED顯微鏡的損耗光，其他模式通道可作為熒光信號的檢測通道，待測粒子發出的熒光輸入中央少模纖芯，并反向穿過整個器件，最終從模式控制單模光纖1中輸出至探測器。

2.根據權利要求1所述的一種基于多芯少模光纖的細胞形態分析儀，其特征是：所述的異質多芯光纖中部分纖芯的折射率、直徑或折射率剖面類型不同，纖芯數量為N，N為整數，N≥3。

3.根據權利要求1所述的一種基于多芯少模光纖的細胞形態分析儀，其特征是：所述的異質多芯光纖中纖芯的折射率剖面是階躍型、拋物線型、高斯型。

4.根據權利要求1所述的一種基于多芯少模光纖的細胞形態分析儀，其特征是：所述的模式轉換拉錐區由特殊結構的異質多芯光纖插入低折射率套管中拉錐制成，其拉錐結構滿足絕熱轉換條件，可以將輸入端的高斯基模轉換為少模光纖中的渦旋模式，并且兩者具有一一對應關系。

5.根據權利要求1所述的一種基于多芯少模光纖的細胞形態分析儀，其特征是：所述的異質多芯光纖的包層結構是單包層或者雙包層，在模式轉換拉錐區末端收縮后的內包層邊界形成的光纖結構與后端輸出少模光纖實現模場面積與數值孔徑的匹配。

6.根據權利要求1所述的一種基于多芯少模光纖的細胞形態分析儀，其特征是：所述的異質多芯光纖中纖芯之間存在氣孔、小芯徑纖芯結構，目的是控制其對稱超模與反對稱超模在模式轉化拉錐區中的相位差值。

7.根據權利要求1所述的一種基于多芯少模光纖的細胞形態分析儀，其特征是：所述的多芯少模光纖的中央纖芯為少模纖芯，可容納多個模式，多芯少模光纖的周圍纖芯為單模纖芯，經錐臺折射后聚焦，可對待測粒子進行位置和姿態控制。

8.根據權利要求1所述的一種基于多芯少模光纖的細胞形態分析儀，其特征是：所述的光纖錐臺其前端為球形，側面為錐形，球形區用來聚焦損耗光與激發光，錐形區用來折射單模纖芯的導模，實現對粒子的位置和姿態控制。