[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

本發明涉及樣本檢測裝置領域，尤其涉及一種基于光纖布拉格光柵的樣本檢測裝置。本裝置包括光源，微納光纖錐布拉格光柵、毛細管和反射信號檢測單元。本裝置通過待測液體樣本與光纖布拉格光柵接觸，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的輸出的第二光信號；對第二光信號進行解析，并參考第一光信號，獲取布拉格反射信號；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。本發明提供了一種取樣量少，可識別待測液體樣本中目標分子的成分以及含量的樣本檢測裝置，可推廣使用。

技術領域

本發明涉及樣本檢測裝置領域，尤其涉及一種基于光纖布拉格光柵的樣本檢測裝置。

背景技術

微納光纖折射率傳感器依賴微納光纖傳輸光時產生的倏逝場跟液流相互作用。在此基礎上光纖生化傳感器將光纖表面的生物化學反應導致的折射率變化，轉換為光傳輸信號，對光信號的探測就可以實時對生物化學量進行無標記檢測，這種方式只依賴于待測物濃度，不依賴于樣本總量，操作簡便有很好的微量檢測應用場景以及能實現實時監測。

近幾年，以微納光纖為基礎的各類型折射率傳感器以及生化傳感器被相繼報道出來，如長周期光柵，模式干涉儀等。相比于前述的傳感器，微納光纖布拉格光柵，在微納光纖軸向上形成百納米-微米級的周期性調制結構，將傳輸的光源信號部分反射形成反射信號，可用于精細追尋信號，具有結構穩定，重復性好，結構緊湊，可復用性強，制備高效，可批量生產等優點，基于微納光纖的布拉格光柵檢測裝置的開發也在穩步進行中。

在微納光纖布拉格光柵檢測裝置的研究領域中，通常會保留較長的均勻區用于寫制光柵，增大了器件尺寸和待測物體的取樣量，同時增加了器件的制作和保存難度，同時缺少可以對待測液體樣本中的組成成分與樣本量進行檢測的樣本檢測裝置。所以，亟需一種取樣量少，可識別待測液體樣本中目標分子的成分以及含量的樣本檢測裝置。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于光纖布拉格光柵的樣本檢測裝置，以保證取樣量少，可識別待測液體樣本中目標分子的成分以及含量的樣本檢測裝置。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種基于光纖布拉格光柵的樣本檢測裝置，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。

可選的，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。

可選的，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。

可選的，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。

為實現上述目的，本發明還提供一種基于光纖布拉格光柵的樣本檢測方法，所述檢測方法基于上述樣本檢測裝置，所述檢測方法包括：