[发明专利]一种多通道SPR差分强度调制传感器

权利要求书

1.一种多通道SPR差分强度调制传感器，其特征在于，所述传感器，包括：

光源模块、扇入扇出模块、多芯光纤探头和数据处理模块；

所述光源模块的输出端分别通过所述扇入扇出模块的不同输入通道与所述多芯光纤探头的多个入射光纤芯连接；所述多芯光纤探头设置于待测液体内；

所述多芯光纤探头的多个出射光纤芯分别通过所述扇入扇出模块不同输出通道与所述数据处理模块连接；所述出射光纤芯的数量与所述入射光纤芯的数量相等；所述入射光纤芯的数量至少为3个；

所述数据处理模块对多个出射光纤芯输出的信号进行差分运算，确定待测液体的折射率。

2.根据权利要求1所述的多通道SPR差分强度调制传感器，其特征在于，所述光源模块，具体包括：

光源、光纤环形器、光栅和光纤耦合器；

所述光纤环形器的多个端口顺时针依次分别与所述光源、所述光栅和所述光纤耦合器连接；所述光纤耦合器的多个输出端通过所述扇入扇出模块的不同输入通道与所述多芯光纤探头的多个入射光纤芯连接；

所述光纤环形器用于将光源发出的光传输至所述光栅；

所述光栅用于过滤所述光源发出的光，得到窄带光；

所述光纤环形器还用于将所述窄带光传输至所述光纤耦合器；

所述光纤耦合器用于通过所述扇入扇出模块的不同输入通道将所述窄带光分别输入所述多芯光纤探头的不同入射光纤芯。

3.根据权利要求1所述的多通道SPR差分强度调制传感器，其特征在于，

所述光源为C+L波段ASE宽带光源；

所述光栅为反射式光纤布拉格光栅。

4.根据权利要求1所述的多通道SPR差分强度调制传感器，其特征在于，所述传感器，还包括：

氧化锆陶瓷插芯；

所述氧化锆陶瓷插芯设置于所述多芯光纤探头和所述扇入扇出模块之间。

5.根据权利要求2所述的多通道SPR差分强度调制传感器，其特征在于，

所述多芯光纤探头的探测端为多边锥台形结构；所述探测端为远离所述扇入扇出模块的一端；所述探测端的多个侧面与所述多芯光纤探头的传输光纤芯一一对应；所述传输光纤芯包括入射光纤芯和出射光纤芯；

所述探测端的任一侧面斜截所述多芯光纤探头的1个传输光纤芯；

所述探测端的顶面覆盖有第一介质膜；所述第一介质膜上覆盖有第二介质膜；

所述探测端的侧面均覆盖有第三介质膜；所述第三介质膜上覆盖有第四介质膜；所述探测端的任一侧面与相对的侧面覆盖的第四介质膜的厚度相等；所述探测端的任一侧面与相邻的2个侧面覆盖的第四介质膜的厚度均不同。

6.根据权利要求5所述的多通道SPR差分强度调制传感器，其特征在于，

所述第一介质膜为铬膜；

所述第二介质膜为金膜；

所述第三介质膜为金膜；

所述第四介质膜为二氧化钛膜。

7.根据权利要求5所述的多通道SPR差分强度调制传感器，其特征在于，

所述第一介质膜的厚度为2-3nm；

所述第二介质膜的厚度为500nm；

所述第三介质膜的厚度为45nm；

所述探测端的任一侧面与相邻的2个侧面覆盖的第四介质膜的厚度分别为10nm、20nm和30nm。

8.根据权利要求5所述的多通道SPR差分强度调制传感器，其特征在于，所述数据处理模块，具体包括：

光电探测单元、数据采集卡和计算单元；

所述光电探测单元分别通过所述扇入扇出模块的不同输出通道与所述多芯光纤探头的不同出射光纤芯连接；所述光电探测单元用于分别获取每个出射光纤芯处经所述探测端的顶面反射的窄带光信号；

所述数据采集卡与所述光电探测单元连接；所述数据采集卡用于将多芯光纤探头端面反射的窄带光信号转化为电信号；

所述计算单元与所述数据采集卡连接；所述计算单元用于对所述电信号进行差分运算，确定待测液体的折射率。

9.根据权利要求2所述的多通道SPR差分强度调制传感器，其特征在于，所述光电探测单元，具体包括：

多个光电探测单元；

所述光电探测单元的数量与出射光纤芯的数量相等；

多个所述光电探测单元的输入端分别通过所述扇入扇出模块不同输出通道与所述多芯光纤探头的不同出射光纤芯连接；多个所述光电探测单元的输出端均与所述数据采集卡连接。