一种血细胞浓度传感器及测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术适用于光纤技术，提供了一种血细胞浓度传感器和测试装置，所述血细胞浓度传感器为具备马赫‑曾德尔腔的单模光纤。所述测试装置包括微通道、与所述微通道相连通的进液通道和出液通道。本实用新型专利技术提供的传感器结构及制作工艺简单、可靠性高、灵敏度高。

A blood cell concentration sensor and testing device

The utility model is suitable for optical fiber technology, provides a blood cell concentration sensor and test device, the blood cell concentration sensor for Maher had single-mode fiber Del cavity. The testing device includes a micro channel, an inlet channel and a liquid outlet channel connected to the microchannel. The sensor provided by the utility model has the advantages of simple structure, high reliability and high sensitivity.

【技术实现步骤摘要】
一种血细胞浓度传感器及测试装置
本技术属于光纤
，尤其涉及一种血细胞浓度传感器及测试装置。
技术介绍
血细胞检测在一定程度和数量上能反应出人体的健康和疾病的现象。健康成年人的血细胞数量和浓度在一定范围内是固定的，如果多于或是少于正常值范围，则会相应的显现出一定的病症。神州飞船等航天器虽然体积庞大，但内部空间有限，像血细胞分析仪或流式细胞仪等这类大型细胞计数仪器，由于体积庞大、专业操作性强等特点导致无法带入太空。而外太空环境恶劣，强电磁、强辐射使得普通电子设备无法正常工作，但是在恶劣环境下如何对宇航员的血细胞进行检测，进而监测宇航员的身体健康情况，是关乎宇航员生命安全的重要问题。目前检测血细胞的设备体积庞大，检测过程过于复杂，效率低，并且具有一定污染性。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于提供一种血细胞浓度传感器及测试装置，旨在解决现有技术提供的检测血细胞的设备体积庞大，检测过程过于复杂，效率低的问题。本技术是这样实现的，一种血细胞浓度传感器，所述血细胞浓度传感器为具备马赫-曾德尔腔的单模光纤。本技术还提供了一种血细胞浓度的测试装置，所述测试装置包括微通道、与所述微通道相连通的进液通道和出液通道。进一步地，所述测试装置的材料为聚二甲基硅氧烷。进一步地，所述微通道的直径为300μm至359μm。本技术与现有技术相比，有益效果在于：采用本技术实施例所提供的基于单模光纤的血细胞浓度传感器，采用全光纤式结构，可避免电磁干扰对检测结果的影响。同时，该传感器结构及制作工艺简单，可靠性高，使用时，只需将该血细胞溶液利用注射器从测试装置的进液通道注入单模光纤的马赫-曾德尔腔中，单模光纤两端连接光源和光谱仪，通过检测干涉光谱的漂移情况的方式检测血细胞浓度变化，具有灵敏度高的特点。附图说明图1是本技术实施例提供的血细胞浓度传感器的结构示意图；图2是本技术实施例提供的血细胞浓度传感器的制备方法的流程图；图3是本技术实施例提供的血细胞浓度传感器的制备系统的结构示意图；图4是本技术实施例提供的飞秒激光的扫描轨迹示意图；图5是本技术实施例提供的飞秒激光加工制作的马赫-曾德尔腔的模型实物图；图6是本技术实施例提供的经过氢氟酸溶液腐蚀后的马赫-曾德尔腔的实物图；图7是本技术实施例提供的具备马赫-曾德尔腔的单模光纤在空气中的干涉谱图；图8是本技术实施例提供的血细胞浓度的测试装置的结构示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。本技术实施例提供了一种飞秒激光湿法刻蚀技术制备的血细胞浓度传感器及其制作方法，通过在单模光纤内部制作马赫-曾德尔MZ腔，通过检测该MZ腔内血细胞溶液折射率的变化来实现对血细胞浓度的检测。图1示出了本技术实施例提供的血细胞浓度传感器，为具备马赫-曾德尔腔的单模光纤。光在单模光纤101的纤芯中传输，经过MZ腔102被分成两束，一束光仍然沿着纤芯传输，另外一束光经过MZ腔102传输，最后两束光重新在单模光纤101的纤芯中汇聚。由于两束光经过的介质的折射率不一样，产生光程差，从而形成MZ干涉。外界液体经过微流通道103进入MZ腔102中改变腔介质的折射率，从而在在透射光谱上检测到这种变化。图2示出了本技术实施例提供的一种血细胞浓度传感器的制备方法，包括：S201，将剥掉涂覆层的单模光纤置于光纤夹具上，并调节所述光纤夹具使所述单模光纤位于水平位置；S202,将飞秒激光聚焦在所述单模光纤的纤芯平面，调节所述飞秒激光的能量，按照预设的马赫-曾德尔腔模型，控制能量调节后的飞秒激光对所述单模光纤进行逐线扫描加工，得到光纤样品；S203，将所述光纤样品置于预置的蚀刻液中进行腐蚀，以蚀刻出马赫-曾德尔腔；S204，清洗腐蚀后的光纤样品，将腐蚀后的光纤样品置于显微镜下观察腐蚀马赫-曾德尔腔的质量，将腐蚀后的光纤样品接入光源和光谱仪之间，测试腐蚀后的光纤样品的传输光谱；S205，判断腐蚀马赫-曾德尔腔的质量或所述腐蚀后的光纤样品的传输光谱是否达到预置标准值，若未达到，则调整所述飞秒激光的加工参数或蚀刻的参数，并取新的单模光纤，执行将剥掉涂覆层的单模光纤置于光纤夹具上的步骤，调整所述飞秒激光的加工参数包括调整所述飞秒激光的能量，调整蚀刻的参数包括调整所述蚀刻液的浓度、腐蚀时间。在本步骤中，若判断腐蚀得到的马赫-曾德尔腔的质量或光纤样品的传输光谱未达到预置标准值，则此次加工的单模光纤不符合要求，需对飞秒激光的加工参数或者蚀刻的参数进行调整，并取新的单模光纤，重新进行加工，原先加工失败的单模光纤丢弃不用。S206，若达到，则将腐蚀后的光纤样品作为血细胞浓度传感器。下面，通过对本技术实施例提供血细胞浓度传感器的制备方法进行具体地阐述：步骤1，将剥掉涂覆层的单模光纤置于光纤夹具上，并调节所述光纤夹具使所述单模光纤位于水平位置；如图3所示，将剥掉涂覆层的单模光纤固定在二维可调的仰俯台上，该仰俯台位于三维移动平台上。通过调节二维可调的俯仰平台和三维移动平台，使单模光纤的纤芯轴向与飞秒激光的光斑移动方向平行。调节半波片和格兰棱镜组成的衰减器，将飞秒激光的能量控制在65-100nJ，使飞秒激光能够形成局部较均匀的合适的折射率强度调制。通过计算机控制三维移动平台移动，使飞秒激光聚焦在单模光纤的纤芯平面的纤芯与包层交界处，然后移动Y轴使飞秒激光的焦斑进入单模光纤的纤芯约3-5μm。步骤2，控制能量调节后的飞秒激光对所述单模光纤进行扫描加工，得到光纤样品。飞秒激光扫描轨迹如图4所示，具体地操作中，飞秒激光静止不动，移动三维移动平台，下面以三维移动平台为静止参照物对飞秒激光的移动进行描述。设置具备高精度的三维移动平台在X、Y、Z轴的移动速度为5-10μm/s。打开快门，控制三维移动平台往X轴方向移动，此时飞秒激光开始扫描，当飞秒激光沿着X轴正向(或反向)扫描大约60-100μm后停止，继续沿Z轴负向(正向)移动2-3μm，接着沿着X轴负向(正向)移动60-100μm后停止，沿Y轴向负方向(垂直纤芯并远离纤芯的方向)移动1-1.5μm，接着飞秒激光沿着X轴正向(或反向)扫描大约60-100μm后停止，沿Z轴正向(负向)移动2-3μm，接着沿着X轴负向(正向)移动60-100μm后停止，沿Y轴向负方向移动1-1.5μm，以上步骤为一个周期，如此重复多个周期后三维的MZ腔通过逐线扫描的方式的加工完毕。最后沿着Y方向加工多个微通道连接MZ腔和光纤包层表面，最后得到具有MZ腔的光纤样品。图5表示飞秒激光微加工后的MZ腔。由图5可以看出，加工过后的区域颜色较深，因为加工区别材料被折射率改性，折射率比未加工区域大，因此显微镜下观察颜色较深。步骤3，配置用于腐蚀的氢氟酸溶液。将质量分数为40％的氢氟酸溶液按体积比分别与酒精和去离子水混合，配置体积分数为5％-8％的氢氟酸溶液。加酒精的目的是缓冲的作用。氢氟酸接触的容器材质为聚四氟乙烯。将光纤样品在距离MZ腔结构的2-3mm处切断，然后垂直插入盛有配置完成的氢氟酸溶液的容器中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种血细胞浓度传感器，其特征在于，所述血细胞浓度传感器为具备马赫‑曾德尔腔的单模光纤。

【技术特征摘要】
1.一种血细胞浓度传感器，其特征在于，所述血细胞浓度传感器为具备马赫-曾德尔腔的单模光纤。2.一种血细胞浓度的测试装置，其特征在于，所述测试装置包括微通道、与所述微通道相连通的进液...

【专利技术属性】
技术研发人员：李正勇，廖常锐，王义平，朱峰，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：新型
国别省市：广东,44