[发明专利]一种基于四孔微结构光纤集成的纤内微流控传感器件

说明书

本发明公开了一种基于四孔微结构光纤集成的纤内微流控传感器件，属于光纤传感技术领域，其特征为：由超连续谱光源(1)、四孔微结构光纤微流传感单元(2)、光谱分析仪(3)、微流泵(4)和废液池(5)组成，所述的四孔微结构光纤微流传感单元(2)由开孔毛细管光纤(7)、(8)分别形成待测样品的进液口和出液口熔接在四孔微结构光纤(10)的两侧，进液口和出液口分别与微流泵(4)以及废液池(5)相连接。该传感器利用开孔毛细管光纤作为进出液口和微结构光纤结合实现了对光纤内部微流体的检测，将微流控系统和光学集成于一体使传感器更加微型化并且灵敏度有较大的提升。在环境监测、生化检测等领域有潜在应用。

技术领域

本发明属于光纤传感器技术领域，具体涉及一种基于四孔微结构光纤集成的纤内微流控传感器件。

背景技术

传感器技术是现代科技的前沿技术，是现代信息技术的三大支柱之一，其水平高低是衡量一个国家科技发展水平的重要标志之一。传感器产业也是国内外公认的具有发展前途的高技术产业，它以其技术含量高、经济效益好、渗透能力强、市场前景广等特点为世人瞩目。随着现代科学技术的发展，信息的获得显得越来越重要。传感器正是感知、检测、监控和转换信息的重要技术手段。光纤传感器是继光学、电子学为一体的新型传感器。因光纤优良的物理、化学、机械以及传输性能，使光纤传感器具有体积小、质量轻、抗电磁干扰、防腐蚀、灵敏度很高、测量带宽很宽、检测电子设备与传感器可以间隔很远等优点。光纤传感技术是用光纤对某些物理量的敏感特性，将外界物理量转换成可以直接测量的信号的技术。由于光纤不仅可以作为光波的传播媒质，而且由于光波在光纤中传播时表征光波的特征参量(振幅、相位、偏振态、波长等)因外界因素(如温度、压力、应变、磁场、电场、位移、转动等)的作用而直接或间接发生变化，从而也可将光纤用作传感元件来探测各种物理量。目前大多数光纤传感器都是对外部物理量的检测，受外界环境的干扰，灵敏度也会有限制。本发明是利用微结构光纤进行光纤内部微流体检测，使光与微流体充分作用，有效避免干扰，灵敏度提高，并且由于微结构光纤本身的结构特性，降低了微流体的用量，减少材料浪费，实现了微流体的微量检测。

发明内容

本发明旨在解决背景技术中存在的问题，提供了一种基于四孔微结构光纤集成的纤内微流控传感器件，实现高灵敏度的光纤内部微流体检测。一种基于四孔微结构光纤集成的纤内微流控传感器件，由超连续谱光源(1)、四孔微结构光纤微流传感单元(2)、光谱分析仪(3)、微流泵(4)、废液池(5)组成，所述的四孔微结构光纤微流传感单元(2)由开孔毛细管光纤(7)、(8)分别形成待测样品的进液口和出液口熔接在四孔微结构光纤(10)的两侧，进液口和出液口分别与微流泵(4)以及废液池(5)相连接。

为实现上述技术目的所采用的技术方案为：

进一步的，所述的四孔微结构光纤微流传感器的制备方法包括以下步骤：

1)将一段单模光纤和毛细管光纤分别去除涂覆层，用酒精擦拭后用切割刀将端面切平，利用光纤在线微加工平台将单模光纤和毛细管光纤对齐熔接；

2)使用二氧化碳激光器在步骤1)所得单模光纤-毛细管光纤上距熔接点20微米、50微米处分别对毛细管光纤壁进行打孔，孔径控制在10微米；

3)利用光纤在线微加工平台将步骤2)所得结构距熔接点30微米处的毛细管光纤进行切割；

4)将另一段单模光纤去除涂覆层，用酒精擦拭干净后用切割刀将端面切平，然后利用光纤在线微加工平台将该单模光纤与步骤3)剩余的开孔毛细管光纤进行对齐熔接，熔接完成后利用光纤在线微加工平台对距离熔接点30微米处的毛细管光纤进行切割；

5)将一段四孔微结构光纤去除涂覆层，用酒精擦拭后用切割刀将端面切平，然后利用光纤在线微加工平台把该四孔微结构光纤与步骤3)所得单模-开孔毛细管光纤对齐熔接，熔接完成后，利用光纤在线微加工平台在距离熔接点2厘米处的四孔光纤进行切割；