[发明专利]一种基于光纤布拉格光栅的样本检测装置及方法

说明书

本发明涉及样本检测装置领域，尤其涉及一种基于光纤布拉格光栅的样本检测装置。本装置包括光源，微纳光纤锥布拉格光栅、毛细管和反射信号检测单元。本装置通过待测液体样本与光纤布拉格光栅接触，通过光源向述微纳光纤锥布拉格光栅中输入第一光信号，通过反射信号检测单元获取微纳光纤锥布拉格光栅的输出的第二光信号；对第二光信号进行解析，并参考第一光信号，获取布拉格反射信号；根据布拉格反射信号中的谐振特征波长检测待测液体样本中目标分子的成分以及含量。本发明提供了一种取样量少，可识别待测液体样本中目标分子的成分以及含量的样本检测装置，可推广使用。

技术领域

本发明涉及样本检测装置领域，尤其涉及一种基于光纤布拉格光栅的样本检测装置。

背景技术

微纳光纤折射率传感器依赖微纳光纤传输光时产生的倏逝场跟液流相互作用。在此基础上光纤生化传感器将光纤表面的生物化学反应导致的折射率变化，转换为光传输信号，对光信号的探测就可以实时对生物化学量进行无标记检测，这种方式只依赖于待测物浓度，不依赖于样本总量，操作简便有很好的微量检测应用场景以及能实现实时监测。

近几年，以微纳光纤为基础的各类型折射率传感器以及生化传感器被相继报道出来，如长周期光栅，模式干涉仪等。相比于前述的传感器，微纳光纤布拉格光栅，在微纳光纤轴向上形成百纳米-微米级的周期性调制结构，将传输的光源信号部分反射形成反射信号，可用于精细追寻信号，具有结构稳定，重复性好，结构紧凑，可复用性强，制备高效，可批量生产等优点，基于微纳光纤的布拉格光栅检测装置的开发也在稳步进行中。

在微纳光纤布拉格光栅检测装置的研究领域中，通常会保留较长的均匀区用于写制光栅，增大了器件尺寸和待测物体的取样量，同时增加了器件的制作和保存难度，同时缺少可以对待测液体样本中的组成成分与样本量进行检测的样本检测装置。所以，亟需一种取样量少，可识别待测液体样本中目标分子的成分以及含量的样本检测装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于光纤布拉格光栅的样本检测装置，以保证取样量少，可识别待测液体样本中目标分子的成分以及含量的样本检测装置。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于光纤布拉格光栅的样本检测装置，包括：光源，微纳光纤锥布拉格光栅、毛细管和反射信号检测单元；

所述微纳光纤锥布拉格光栅包括微纳光纤锥和光纤布拉格光栅；

所述微纳光纤锥包括未拉锥尾纤区和直径变化锥区；

所述光纤布拉格光栅写制于所述直径变化锥区；

所述毛细管用于吸取待测液体样本；

所述直径变化锥区设置于所述毛细管内，使写制于所述直径变化锥区的光纤布拉格光栅与所述待测液体样本接触；

所述光源与所述微纳光纤锥布拉格光栅的信号输入端连接，用于向所述微纳光纤锥布拉格光栅中输入第一光信号；

所述光纤布拉格光栅用于对所述第一光信号进行反射形成布拉格反射信号；

所述反射信号检测单元用于接收所述微纳光纤布拉格光栅的输出的第二光信号；所述第二光信号中包含有所述布拉格反射信号，所述布拉格反射信号中的布拉格谐振波长用于检测所述待测液体样本中目标分子的成分以及含量。

可选的，所述微纳光纤锥采用热源加热拉锥脆性断裂的方式或者单端腐蚀的方式制作而成。

可选的，所述直径变化锥区上用于写制所述光纤布拉格光栅的区域的直径范围为：3.5μm-10μm。

可选的，所述光纤布拉格光栅采用相位掩模板法写制于所述直径变化锥区。

为实现上述目的，本发明还提供一种基于光纤布拉格光栅的样本检测方法，所述检测方法基于上述样本检测装置，所述检测方法包括：