[發(fā)明專利]微泡集成型法布里帕羅結(jié)構(gòu)諧振腔傳感芯片及其制備方法

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• 申請日: 2022-05-11
• 公開（公告）號: CN114965360A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙旭陽;吳翔;李宇翔;郭志和;孫允陸
• 申請（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41;G01N21/39
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

1.一種微泡集成型法布里帕羅結(jié)構(gòu)諧振腔傳感芯片，其特征在于，包括：兩塊平面反射鏡、一根或多根中間制備有數(shù)量不等的中空微泡的石英微管、兩根方形石英管；其中，所述兩塊平面反射鏡上、下平行放置，所述兩根方形石英管高度相同，平行設(shè)置于兩塊平面反射鏡左右兩邊邊緣處；兩塊平面反射鏡分別與兩根方形石英管的上下表面粘合固定，并保證兩塊反射鏡保持平行；所述微管的中空石英微泡設(shè)置于兩塊平面反射鏡之間、兩根方形石英管中間部位，其上、下面分別與兩塊平面反射鏡保持平行，微管兩端與平面反射鏡之間粘合固定，形成微泡集成型法布里帕羅結(jié)構(gòu)諧振腔傳感芯片；

所述平面反射鏡以石英片為基底，表面分別鍍有特定反射率的金屬薄膜或多層高低折射率周期性交叉排列的介質(zhì)薄膜。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微泡集成型法布里帕羅結(jié)構(gòu)諧振腔傳感芯片，所述平面反射鏡的反射波段從近紫外光到中紅外光。

3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微泡集成型法布里帕羅結(jié)構(gòu)諧振腔傳感芯片，其特征在于，所述方形石英管的高度不超過1 mm。

4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微泡集成型法布里帕羅結(jié)構(gòu)諧振腔傳感芯片，其特征在于，所述石英微泡的直徑不超過1 mm，壁厚不超過15 μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微泡集成型法布里帕羅結(jié)構(gòu)諧振腔傳感芯片，其特征在于，所述石英微管上制備的中空微泡，其形狀為橢圓狀，數(shù)量至少為3個(gè)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微泡集成型法布里帕羅結(jié)構(gòu)諧振腔傳感芯片，其特征在于，所述平面反射鏡單側(cè)表面鍍有的金屬膜或介質(zhì)膜，其中反射率的范圍為80% - 100%。

7.如權(quán)利要求1-6之一所述微泡集成型法布里帕羅結(jié)構(gòu)諧振腔傳感芯片的制備方法，其特征在于，具體步驟為：

（1）選取一段石英微管，通過熔融鼓吹的方式，在其上面制備直徑大小接近，至少三個(gè)數(shù)量的石英微泡；

（2）在方形石英管的下表面均勻涂抹一層紫外膠，并將其水平鋪放在一塊平面反射鏡表面，其中利用紫外膠將平面反射鏡鍍有反射膜的一面與方形管粘合；

（3）利用五維調(diào)整架將微泡調(diào)整到與平面反射鏡平行，并將其兩端固定在平面反射鏡表面；

（4）在方形石英管上表面涂抹一層紫外膠，并將另一塊反射鏡鋪放在方形石英管上表面，其中反射鏡鍍有反射膜的一面與方形管粘合。

8.一種基于權(quán)利要求1-6之一所述微泡集成型法布里帕羅結(jié)構(gòu)諧振腔傳感芯片的檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括：依次連接的可調(diào)諧激光器或超連續(xù)譜光源（5），光束準(zhǔn)直器（6），分束器（7），聚焦物鏡（8），微泡集成型法布里帕羅結(jié)構(gòu)諧振腔傳感芯片（9），聚焦物鏡（10），聚焦物鏡或透鏡（11），光電探測器或光譜分析儀（12），形成傳感光路；此為還包括依次與分束器（7）連接的聚焦物鏡或透鏡（13）、CCD成像器件（14），組成成像光路；其中：

可調(diào)諧激光器或超連續(xù)譜光源（5）用于發(fā)出檢測激光；由單模光纖將所述激光器的輸出激光傳輸?shù)焦馐鴾?zhǔn)直器（6）；光束準(zhǔn)直器用于將光纖輸出的發(fā)散激光準(zhǔn)直成平行光；分束器（7）用于將所述聚焦物鏡所成的像傳遞給CCD成像器件；聚焦物鏡（8）用于將準(zhǔn)直的激光耦合到微泡集成型法布里帕羅結(jié)構(gòu)諧振腔傳感芯片（9）中，同時(shí)用于收集傳感芯片的輸出光以及對傳感芯片進(jìn)行成像；微泡集成型法布里帕羅結(jié)構(gòu)諧振腔傳感芯片（9）中英微泡的兩端具有開口，一端通過特氟龍管與注射器、注射泵等微流控系統(tǒng)連接，另一端通過特氟龍管與待測分析物連接；由大芯徑光纖束充分收集聚焦物鏡（10）收集到的輸出光信號，并將其傳給光電探測器或光譜分析儀（12）；光電探測器或光譜分析儀（12）接收所述的輸出光信號，并將其轉(zhuǎn)換成電信號傳輸給示波器或直接對輸出光譜進(jìn)行分析；用示波器顯示光電探測器收集到的出射光譜信號；CCD成像器件（14）用于對微泡集成型法布里帕羅結(jié)構(gòu)諧振腔傳感芯片進(jìn)行成像。