本發(fā)明涉及光纖傳感，具體為一種基于lspr增強型低成本光微流傳感器、制備方法及測試方法。

背景技術：

1、微流控芯片是一種將光子學與微流控技術相結合的新興技術，已成為當今生物醫(yī)學研究的熱點。目前，大部分光流控器件都是在芯片波導上設置微流道，并在芯片外光學元件中引入額外的微流道，從而構成光流控器件。

2、其中，光微流傳感器由于集成光學單元與微流系統(tǒng)與一體，既保留了光學傳感器的高敏感特性，又結合了微流系統(tǒng)樣品消耗量低的特點，相比于一般的光學傳感器而言，結構更緊湊、實用化更強，為芯片量級整合微流系統(tǒng)和光學結構功能化提供了全新的解決方案。符合現(xiàn)在精準醫(yī)療和器械小型化的發(fā)展趨勢，光微流傳感器在生物醫(yī)學檢測、藥學研究、環(huán)境檢測等方面具有廣泛的發(fā)展，尤其是在腫瘤標志物檢測方便具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

3、現(xiàn)有技術中的光微流傳感器由于特種光纖纖芯與微流通道之間的厚度較厚，讓纖芯中傳輸?shù)墓饽芰繜o法更多的與微流通道中的液體產(chǎn)生影響，降低了傳感器的靈敏度。

4、有鑒于此，亟需一種基于lspr增強型低成本光微流傳感器、制備方法及測試方法。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明用以下技術結構解決此問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

3、一種基于lspr增強型低成本光微流傳感器，包括：特種光纖和兩個分別設置于特種光纖兩端的單模光纖，所述特種光纖為雙通道光纖，所述特種光纖的兩端環(huán)側均相對設置有兩個微孔，同側的兩個所述微孔與同一個特種光纖的通道貫通，所述特種光纖上刻寫有對稱式的波導結構，所述波導結構的兩端分別延伸至兩個單模光纖上，其中一個所述單模光纖上設置有布拉格光纖光柵。

4、一種用于制備如上述的基于lspr增強型低成本光微流傳感器的制備方法，制備方法包括：

5、將兩個所述單模光纖和特種光纖的端面分別去除涂覆層，將其中一個所述單模光纖和特種光纖進行纖芯對準，進行電弧熔接處理；

6、在所述特種光纖的預設位置進行截斷處理；

7、將另一個所述單模光纖和特種光纖的懸置端進行纖芯對準，進行電弧熔接處理；

8、使用飛秒激光在所述特種光纖上刻寫出對稱式波導結構以及在其中一個單模光纖上刻寫布拉格光纖光柵；

9、采用飛秒激光在特種光纖上刻蝕出四個微孔；

10、通過所述微孔向特種光纖的通道內(nèi)通入氟化氫溶液進行腐蝕，然后注入去離子水進行清洗；

11、向所述特種光纖的通道內(nèi)依次勻速抽入食人魚溶液、aptes溶液、金納米粒子溶液，在通道內(nèi)部表面修飾上金納米粒子。

12、所述通過所述微孔向特種光纖的通道內(nèi)通入氟化氫溶液進行腐蝕時，將特種光纖的同一個通道的兩個所述微孔分別與微流泵和待測液體樣品相連。

13、所述氟化氫溶液的濃度為2％至3％。

14、所述腐蝕的時間為110min至130min。

15、一種用于測試上述的制備方法制備出的光微流傳感器的測試方法，測試方法包括：

16、將所述光微流傳感器的兩端分別與寬帶光源和光譜儀相連，通過所述微孔向特種光纖的通道內(nèi)分別依次抽入不同折射率的折射率匹配液進行測試，每次更換不同折射率的折射率匹配液前使用酒精清洗傳感器，直到傳感器透射譜恢復至初始光譜再開始下一次測試；

17、將所述光微流傳感器置于溫控平臺上，進行溫度傳感測量，并記錄光譜。

18、所述不同折射率的折射率匹配液是由不同濃度的氯化鈉溶液配置而得。

19、所述寬帶光源的波段范圍為1250nm至1650nm。

20、所述光譜儀的最小分辨率為0.02nm。

21、所述將所述光微流傳感器置于溫控平臺上，進行溫度傳感測量，并記錄光譜包括：將所述光微流傳感器的兩端分別與寬帶光源和光譜儀相連，將所述光微流傳感器放置在溫控平臺上，溫控平臺將溫度從34攝氏度逐步加熱至38攝氏度，每隔1攝氏度記錄一次光譜。

22、采用本發(fā)明上述結構可以達到如下有益效果：

23、本申請通過在特種光纖的兩端環(huán)側均相對設置兩個微孔，也就是說在特種光纖的兩個通道的兩端各設置一個微孔，用于進液和出液，加工時，通過微孔向特種光纖的通道內(nèi)通入氟化氫溶液進行腐蝕，使特種光纖的纖芯與微流通道之間的厚度減薄，讓纖芯中傳輸?shù)墓饽芰磕芨嗟呐c微流通道中的液體產(chǎn)生影響，提高了傳感器的靈敏度。

技術特征：

1.一種基于lspr增強型低成本光微流傳感器，其特征在于，包括：特種光纖(2)和兩個分別設置于特種光纖(2)兩端的單模光纖(1)，所述特種光纖(2)為雙通道光纖，所述特種光纖(2)的兩端環(huán)側均相對設置有兩個微孔(4)，同側的兩個所述微孔(4)與同一個特種光纖(2)的通道貫通，所述特種光纖(2)上刻寫有對稱式的波導結構(5)并形成馬赫-曾德干涉，所述波導結構(5)的兩端分別延伸至兩個單模光纖(1)上，其中一個所述單模光纖(1)上設置有布拉格光纖光柵(3)。

2.一種用于制備如權利要求1所述的基于lspr增強型低成本光微流傳感器的制備方法，其特征在于：制備方法包括：

3.根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述通過所述微孔(4)向特種光纖(2)的通道內(nèi)通入氟化氫溶液進行腐蝕時，將特種光纖(2)的同一個通道的兩個所述微孔(4)分別與微流泵和待測液體樣品相連。

4.根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述氟化氫溶液的濃度為2％至3％。

5.根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述腐蝕的時間為110min至130min。

6.一種用于測試如權利要求2所述的制備方法制備出的光微流傳感器的測試方法，其特征在于：測試方法包括：

7.根據(jù)權利要求6所述的測試方法，其特征在于：所述不同折射率的折射率匹配液是由不同濃度的氯化鈉溶液配置而得。

8.根據(jù)權利要求6所述的測試方法，其特征在于：所述寬帶光源的波段范圍為1250nm至1650nm。

9.根據(jù)權利要求6所述的測試方法，其特征在于：所述光譜儀的最小分辨率為0.02nm。

10.根據(jù)權利要求6所述的測試方法，其特征在于：所述將所述光微流傳感器置于溫控平臺上，進行溫度傳感測量，并記錄光譜包括：將所述光微流傳感器的兩端分別與寬帶光源和光譜儀相連，將所述光微流傳感器放置在溫控平臺上，溫控平臺將溫度從34攝氏度逐步加熱至38攝氏度，每隔1攝氏度記錄一次光譜。

技術總結
本發(fā)明公開了一種基于LSPR增強型低成本光微流傳感器、制備方法及測試方法，涉及到光纖傳感技術領域，包括：特種光纖和兩個分別設置于特種光纖兩端的單模光纖，特種光纖的兩端環(huán)側均相對設置有兩個微孔，同側的兩個微孔與同一個特種光纖的通道貫通，特種光纖上刻寫有對稱式的波導結構并形成馬赫?曾德干涉；本發(fā)明通過在特種光纖的兩端環(huán)側均相對設置兩個微孔，也就是說在特種光纖的兩個通道的兩端各設置一個微孔，用于進液和出液，加工時，通過微孔向特種光纖的通道內(nèi)通入氟化氫溶液進行腐蝕，使特種光纖的纖芯與微流通道之間的厚度減薄，讓纖芯中傳輸?shù)墓饽芰磕芨嗟呐c微流通道中的液體產(chǎn)生影響，提高了傳感器的靈敏度。

技術研發(fā)人員：李宏韜,戴嬌研,王偉勝,呂亮,俞本立
受保護的技術使用者：安徽大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/2