[发明专利]一种基于光流控毛细管微腔的淋巴细胞生物光学传感器及其传感方法

权利要求书

1.一种基于光流控毛细管微腔的淋巴细胞生物光学传感器，其特征在于：包括扫频激光器、用于对细胞溶液进行传感测试的毛细管微腔-微纳光纤耦合单元、光电探测器及反馈控制系统，所述扫频激光器、毛细管微腔-微纳光纤耦合单元、光电探测器及反馈控制系统相互之间通过光纤熔融耦合连接，所述反馈控制系统分别与光电探测器和扫频激光器电性连接，所述毛细管微腔-微纳光纤耦合单元由微纳光纤与毛细管微腔相互垂直耦合而成，所述扫频激光器发出激光从微纳光纤的一端进入微纳光纤锥区，通过倏逝场耦合进入毛细管微腔，激发毛细管微腔中回音壁模式共振，回音壁模式光场与微腔内部的细胞溶液发生特异性生物光学互作用，通过检测微纳光纤另一端输出的光强来解调被测淋巴细胞溶液细胞浓度信息，所述反馈控制系统通过电性连接控制扫频激光器的输出波长和强度，同时还控制光电探测器检测经过毛细管微腔之后微纳光纤另一输出端的光强度，实现对扫频激光器的光波长和光功率的控制并且将微纳光纤输出端测得的光强与输入光激光光强在特定光波长处进行比较反馈运算，得到具有多个透射峰的回音壁模式共振谱。

2.根据权利要求1所述的一种基于光流控毛细管微腔的淋巴细胞生物光学传感器，其特征在于：所述扫频激光器的波长为可调谐。

3.根据权利要求1所述的一种基于光流控毛细管微腔的淋巴细胞生物光学传感器，其特征在于：所述微纳光纤是由单模光纤经过拉锥机熔融拉锥制备制成。

4.根据权利要求1所述的一种基于光流控毛细管微腔的淋巴细胞生物光学传感器，其特征在于：所述毛细管微腔由中空石英毛细管光纤进行熔融拉锥制备而成。

5.根据权利要求1所述的一种基于光流控毛细管微腔的淋巴细胞生物光学传感器，其特征在于：所述微纳光纤紧靠于毛细管微腔上，所述微纳光纤与毛细管微腔的中轴线保持异面垂直。

6.根据权利要求1所述的一种基于光流控毛细管微腔的淋巴细胞生物光学传感器，其特征在于：所述毛细管微腔为高对称的中空圆柱型结构。

7.根据权利要求1所述的一种基于光流控毛细管微腔的淋巴细胞生物光学传感器，其特征在于：只有满足回音壁模式共振条件的谐振波长才能够在毛细管微腔内产生谐振，满足回音壁模式共振条件的谐振波长λ由下式决定：

λ＝2πrn_eff/m

其中r是谐振腔半径，n_eff是光学谐振模式经过的有效折射率，m是整数。

8.根据权利要求1所述的一种基于光流控毛细管微腔的淋巴细胞生物光学传感器，其特征在于：光波在毛细管微腔中的谐振循环周期由毛细管微腔的品质因子Q决定，有效作用长度L_eff和品质因子Q关系由下式给定：

L_eff＝Qλ/2πn_eff。