[发明专利]一种基于光纤操控单个微球的浓度传感器

摘要

本发明属于传感器技术领域，提供一种基于光纤操控单个微球的浓度传感器，包括微流芯片、单分散微球、微量进样泵、微取样器、单模光纤、泵浦激光器及带CCD的显微镜，其特征在于：所述微流芯片中集成微流通道，单模光纤的一端为平端面，平端面置于微流通道中、且与微流通道共轴，单模光纤另一端连接泵浦激光器；所述单分散微球加入待测溶液中，微取样器抽取待测溶液，通过微量进样泵注入微流通道中；所述泵浦激光器产生泵浦激光通过单模光纤传输、经平端面出射，采用带CCD的显微镜实时检测微球与光钎平端面的间距，通过间距检测实现浓度传感。本发明浓度传感器灵敏度高，且加工过程简单、制备成本低、易与微流芯片集成。

主权项

1.一种基于光纤操控单个微球的浓度传感器，包括微流芯片、单分散微球、微量进样泵、微取样器、单模光纤、泵浦激光器及带CCD的显微镜，其特征在于：所述微流芯片中集成微流通道，单模光纤的一端为平端面，平端面置于微流通道中、且与微流通道共轴，单模光纤另一端连接泵浦激光器；所述单分散微球加入待测溶液中，微取样器抽取待测溶液，通过微量进样泵注入微流通道中；所述泵浦激光器产生泵浦激光通过单模光纤传输、经平端面出射，同时提供散射力F_s和梯度力F_tg，梯度力将微球束缚在光轴上、散射力沿着光的出射方向，通过控制微流的流速和光功率，使得微流对微球的斯托克斯阻力F_v与散射力F_s达到平衡，则微流被捕获；当泵浦功率、温度、流速、微球直径都不变时，微流浓度变大，液体的粘滞系数变大，斯托克斯阻力F_v变大，光纤端面与被操控微球之间的间距变小；采用带CCD的显微镜实时检测微球与光纤平端面的间距，通过间距检测实现浓度传感。