[发明专利]基于环形芯波导的等离子体谐振式光纤生物传感器

权利要求书

1.一种基于环形芯波导的等离子体谐振式光纤生物传感器，它由宽带光源、 光纤耦合器、光纤探头、探测器、光谱仪、信号处理器连接组成；其特征是：所 述的光纤耦合器由单芯光纤和环形芯光纤耦合而成，所述单芯光纤与宽带光源的 输出连接，所述环形芯光纤与光纤探头连接；所述的单芯光纤与宽带光源的输出 连接是宽带光源的光耦合到一个三端口光纤环形器，三端口光纤环形器输出端连 接单芯光纤；光纤探头在装有待测物质溶液的样品池中的反射光按原路径返回， 经三端口光纤环形器由探测器接收后由光谱仪输出，最后输入信号处理器进行信 号处理给出测试结果；所述的光纤探头是采用如下方法制成的光纤探头：由环形 纤芯单模光纤采用熔融拉锥技术或裸光纤端面研磨方法把光纤端研磨成所设计 角度及高度的锥台，将研磨后的锥台表面用溶剂进行清洁和抛光处理使表面清洁 光滑，采用金作为薄膜材料，利用真空蒸发镀膜设备进行金膜的镀制，在锥台表 面沉积一层45-55nm的金膜，端面进行二次镀膜，使光纤端面形成190-210nm 的反射膜。

2.根据权利要求1所述的基于环形芯波导的等离子体谐振式光纤生物传感 器，其特征是：环形芯光纤与光纤探头之间连接有PZT调制器。

3.根据权利要求2所述的基于环形芯波导的等离子体谐振式光纤生物传感 器，其特征是所述的光纤耦合器由单芯光纤和环形芯光纤耦合而成是指：单芯光 纤和环形芯光纤利用光纤熔接机对接熔接，然后利用拉锥机将熔合后的光纤在焊 点处进行加热拉锥，在焊点处形成准锥形光纤锥构成的光纤耦合器。

4.根据权利要求3所述的基于环形芯波导的等离子体谐振式光纤生物传感 器，其特征是：构成光纤探头的环形纤芯光纤为单模光纤，内外包层折射率均低 于纤芯折射率，内外包层折射率相同或不相同。

5.根据权利要求4所述的基于环形芯波导的等离子体谐振式光纤生物传感 器，其特征是：金膜和反射膜表面涂覆有化学或生物分子敏感膜层。

6.一种基于环形芯波导的等离子体谐振式光纤生物传感器，它由宽带光源、 光纤耦合器、光纤探头、探测器、光谱仪、信号处理器连接组成；其特征是：所 述的光纤耦合器由单芯光纤和环形芯光纤耦合而成，所述单芯光纤与宽带光源的 输出连接，所述环形芯光纤与光纤探头连接；所述的单芯光纤与宽带光源的输出 连接是宽带光源的光经耦合器耦合到单芯光纤中；光纤探头在装有待测物质溶液 的样品池中的透射光在光纤端处产生干涉现象，透射光位于样品池下方，由探测 器接收后由光谱仪输出，最后进入信号处理器进行信号处理给出测试结果；所述 的光纤探头是采用如下方法制成的光纤探头：由环形纤芯单模光纤采用熔融拉锥 技术或裸光纤端面研磨方法把光纤端研磨成所设计角度及高度的锥台，将研磨后 的锥台表面用溶剂进行清洁和抛光处理使表面清洁光滑，采用金作为薄膜材料， 利用真空蒸发镀膜设备进行金膜的镀制，在锥台表面沉积一层45-55nm的金膜， 端面进行二次镀膜，使光纤端面形成190-210nm的反射膜。

7.根据权利要求6所述的基于环形芯波导的等离子体谐振式光纤生物传感 器，其特征是：环形芯光纤与光纤探头之间连接有PZT调制器。

8.根据权利要求7所述的基于环形芯波导的等离子体谐振式光纤生物传感 器，其特征是所述的光纤耦合器由单芯光纤和环形芯光纤耦合而成是指：单芯光 纤和环形芯光纤利用光纤熔接机对接熔接，然后利用拉锥机将熔合后的光纤在焊 点处进行加热拉锥，在焊点处形成准锥形光纤锥构成的光纤耦合器。

9.根据权利要求8所述的基于环形芯波导的等离子体谐振式光纤生物传感 器，其特征是：构成光纤探头的环形纤芯光纤为单模光纤，内外包层折射率均低 于纤芯折射率，内外包层折射率相同或不相同。

10.根据权利要求9所述的基于环形芯波导的等离子体谐振式光纤生物传感 器，其特征是：金膜和反射膜表面涂覆有化学或生物分子敏感膜层。