[發明專利]一種基于光纖布拉格光柵的樣本檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 202211075799.1
• 申請日: 2022-09-05
• 公開（公告）號: CN115728271A
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發明（設計）人: 關柏鷗;冉洋;楊翹楚;郝月穎;張永康
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41;G01N21/55;G01N21/03
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉芳

1.一種基于光纖布拉格光柵的樣本檢測裝置，其特征在于，包括：光源，微納光纖錐布拉格光柵、毛細管和反射信號檢測單元；

所述微納光纖錐布拉格光柵包括微納光纖錐和光纖布拉格光柵；

所述微納光纖錐包括未拉錐尾纖區和直徑變化錐區；

所述光纖布拉格光柵寫制于所述直徑變化錐區；

所述毛細管用于吸取待測液體樣本；

所述直徑變化錐區設置于所述毛細管內，使寫制于所述直徑變化錐區的光纖布拉格光柵與所述待測液體樣本接觸；

所述光源與所述微納光纖錐布拉格光柵的信號輸入端連接，用于向所述微納光纖錐布拉格光柵中輸入第一光信號；

所述光纖布拉格光柵用于對所述第一光信號進行反射形成布拉格反射信號；

所述反射信號檢測單元用于接收所述微納光纖布拉格光柵的輸出的第二光信號；所述第二光信號中包含有所述布拉格反射信號，所述布拉格反射信號中的布拉格諧振波長用于檢測所述待測液體樣本中目標分子的成分以及含量。

2.根據權利要求1所述的一種基于光纖布拉格光柵的樣本檢測裝置，其特征在于，所述微納光纖錐采用熱源加熱拉錐脆性斷裂的方式或者單端腐蝕的方式制作而成。

3.根據權利要求1所述的一種基于光纖布拉格光柵的樣本檢測裝置，其特征在于，所述直徑變化錐區上用于寫制所述光纖布拉格光柵的區域的直徑范圍為：3.5μm-10μm。

4.根據權利要求1所述的一種基于光纖布拉格光柵的樣本檢測裝置，其特征在于，所述光纖布拉格光柵采用相位掩模板法寫制于所述直徑變化錐區。

5.一種基于光纖布拉格光柵的樣本檢測方法，其特征在于，所述檢測方法基于權利要求1-4中任一項所述的用于樣本檢測光柵光纖傳感器裝置，所述檢測方法包括：

將微納光纖錐的直徑變化錐區設置于所述毛細管內，使寫制于所述直徑變化錐區的光纖布拉格光柵與毛細管內的待測液體樣本接觸；

通過光源向述微納光纖錐布拉格光柵中輸入第一光信號；

通過反射信號檢測單元獲取微納光纖錐布拉格光柵輸出的第二光信號；

對所述第二光信號進行解析，并參考所述第一光信號，解耦獲取布拉格反射信號；

根據所述布拉格反射信號中的諧振特征波長檢測待測液體樣本中目標分子的成分以及含量。

6.根據權利要求5所述的一種基于光纖布拉格光柵的樣本檢測方法，其特征在于，所述根據布拉格反射信號中的諧振特征波長檢測待測液體樣本中目標分子的成分以及含量，具體包括，根據所述布拉格反射信號中的諧振特征波長確定諧振谷最低值波長；

通過波長折射率關系曲線與所述布拉格反射信號中的諧振谷最低值波長，確定所述待測液體樣本的流體折射率。

7.根據權利要求6所述的一種基于光纖布拉格光柵的樣本檢測方法，其特征在于，所述波長折射率關系曲線表征為所述待測液體樣本的流體折射率與所述布拉格反射信號中諧振谷最低值波長的對應關系。

8.根據權利要求6所述的一種基于光纖布拉格光柵的樣本檢測方法，其特征在于，在確定所述待測液體樣本的流體折射率后，還包括，通過對所述光纖布拉格光柵進行功能化修飾，對所述待測液體樣本中目標分子與成分進行特異性傳感檢測，并結合所述流體折射率，完成對所述待測液體樣本中目標分子的成分以及含量的檢測。

9.一種微納布拉格光柵，其特征在于，包括：微納光纖錐和光纖布拉格光柵；

所述微納光纖錐包括未拉錐尾纖區和直徑變化錐區；

所述光纖布拉格光柵寫制于所述直徑變化錐區。