[实用新型]一种双芯光纤透射式双通道SPR传感器

说明书

本实用新型提出一种双芯光纤透射式双通道SPR传感器，包括超连续谱光源1，耦合注光装置2，双芯光纤3，两锥角SPR传感探针4，多模光纤5，光谱仪6，注射泵7，反应池8，废液池9，计算机10；超连续谱光源光通过耦合注光装置注入双芯光纤一个纤芯，在SPR微传感器探针上下对称两锥角结构斜面处两次全反射，同时发生表面等离子体共振，反射光进入多模光纤中水平传输，并送入光谱仪采集反射衰减光谱；通过耦合注光装置更换双芯光纤的不同纤芯，本实用新型可在同一传感区对混合物进行两种分析物同时检测；双路参考测量有效弥补背景折射率的干扰及非特异性结合、物理吸收等造成的干扰。

技术领域

本实用新型属于光纤传感器领域，特别涉及一种双芯光纤透射式双通道SPR传感器。

背景技术

表面等离子体共振光学现象在生物医学和环境检测方面有着广泛应用。SPR传感平台通常基于Kretschmann结构，由超薄金属(常见的是金或者银)层覆盖在棱镜表面组成。其反射光谱的特性对临近金属层外侧介质的折射率是高度敏感的，即可依据光谱变化情况对金属层外侧待测介质进行传感。相比于棱镜型SPR传感器需要流体处理系统给传感探头送样，光纤型SPR传感器具有小型化，可以直接浸泡在待测溶液中的优点，是SPR技术发展和系统微型化的自然延伸。

随着待测目标参量种类和特性的多样化，使得常规单通道SPR传感机构已逐渐无法满足实际检测的需要。同时为了弥补背景折射率的干扰、对特异性结合进行有效测量及温度自参考，多通道的SPR传感器亟待开发。研制具备高集成度、高通量、多位点同时测定的新型分布式SPR传感器正成为人们日益关注的焦点。目前已见报道的多通道光纤SPR传感器多基于波分复用技术，一般是光纤上制作多个具有传感功能的部位，利用各个传感部位的共振波长不一致，实现同一检测结构上多点的同时测量。Yoon-Chang Kim(OpticsLetters，2005， 30(17)：2218-2220)等设计了双通道光纤SPR传感器，可以用同一个探头的两侧面来探测两个独立的SPR信号；Yinquan Yuan(Sensors &Actuators B Chemical，2012，161(1)：269-273)等采用在一根光纤的不同位置分别镀制金膜及银膜配置两个表面等离子体波传感器，这种离散型传感结构理论上可以实现两个参量和位点的同时检测。但由于共振范围调节较为困难，对于特定检测通道会出现缺损；Wei Peng(Optics Letters，2005，30(22)：2988-2990)等通过有机复合膜实现调节一路SPR工作范围的分布式光纤SPR传感器，然而，附加层减少了倏逝波与目标膜系相互作用的能量，导致灵敏度的降低。 MDBaiad(Optics Letters，2015，40(1)：115-118)等在单根光纤中利用光栅制成多通道SPR传感器，但是基于光栅的SPR传感器灵敏度低。

微结构多芯光纤是在125微米的包层空间中排列多根纤芯的特殊光纤，多芯光纤已实现光纤激光器、光纤放大器、集成式光纤干涉仪、温度或应力传感器等光通信和传感领域的多种光学元件。本实用新型提供一种双芯光纤透射式双通道SPR传感器，双芯光纤的每个纤芯作为一个传感区域，通过对每个纤芯的注光与接收光，实现每个纤芯对应传感区的独立多通道SPR传感。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种双芯光纤透射式双通道SPR传感器，在双芯光纤端面通过光纤研磨技术将双芯光纤加工成两个不同角度的锥角结构，并用多模光纤磨制成对称结构，焊接后用于接收双芯光纤的反射光，从而形成利用时分复用技术的双通道光纤 SPR传感器。