The invention discloses an integrated microfluidic optical sensor, used in biology, medicine and chemistry of multi parameter measurement at the same time, by a micro nano fiber and three different sizes of micro nano silica capillary composition, the formation of integrated optical parallel structure compact microfluidic sensor. In the micro nano fiber and micro nano silica capillary zone uniform transmission high order mode evanescent field and the inside of the tube sample interact to achieve sensing, high order mode coupling influences the micro quartz capillary size, when three micro nano silica capillary size at the same high order mode excitation, detection the same parameters, can realize the amplification of the sensing signal, when three micro nano silica capillary size and excitation of three different high order mode, it can be used to detect different parameters, integrated functions, three kinds of high order modes respectively interfere with the fundamental mode, the output three different frequency interference the signal demodulation spectrum, Fourier transform, so the realization of signal integration.
【技术实现步骤摘要】
一种集成光微流控传感器
本专利技术涉及光学传感器
,具体涉及一种集成光微流控传感器。
技术介绍
微流控技术(Microfluidics或Labonachip)是指使用微管道(尺寸为数十到数百微米)处理或操纵微小流体(体积为纳升到阿升)的系统。微流控技术经过二十余年的发展,己经成为一门涉及化学、流体物理、光学、微电子、新材料、生物学和生物医学工程的新兴交叉学科。光微流控传感器是通过在微流控芯片中引入光学检测手段而构成的传感器。这传感器类型结合了微流控芯片结构尺寸小、样品消耗量低、分析通量高等优点和光学检测手段的灵敏度高、响应速度快、灵活性高、功耗低等这两方面优势,在低浓度样品探测方面具有很好的发展潜力。在临床诊断特别是癌症、心血管病等重大疾病诊断方面具有良好的应用前景。光微流控传感器最初是通过片上集成的方式实现的,即在原有微流控芯片上引入光学探测结构。由于光学结构与芯片在材料上兼容性差,这种方式能达到的检测精度有限,无法满足临床需求。为实现高检测精度,需要在样品用量少,且作用距离有限的前提下实现光与微流之间的有效相互作用。因此需要对光微流控的实现机制和结构进行改进和再设计。目前,实现光微流控传感器的方式很多。一种策略是基于本身具有微孔结构的光波导实现光微流控传感器,例如,光子晶体光纤、光子晶体、微孔阵列、液芯光波导等,天然的多孔结构,样品消耗低至飞克量级,光与物质强烈的相互作用,使得灵敏度很高,但是,微流的出入口需要另行设计,完整的微流系统难以实现。另一种策略是,基于一定光学原理引入微流系统实现光微流控传感器,例如基于微管的光学谐振腔,微管与微纳光纤垂 ...
【技术保护点】
一种集成光微流控传感器,其特征在于,所述传感器包括:一根微纳光纤(7)和三根组成结构相同的第一微纳石英毛细管(1)、第二微纳石英毛细管(8)、第三微纳石英毛细管(9);所述微纳光纤(7)与三根微纳石英毛细管处处保持平行的相对位置关系,并封装于低折射率紫外胶中;其中,所述微纳光纤(7)包括:第一光纤端区(10)、第二光纤端区(14)、第一微纳光纤锥区(11)、第二微纳光纤锥区(13)和微纳光纤均匀区(12),所述第一微纳光纤锥区(11)和所述第二微纳光纤锥区(13)分别位于所述微纳光纤均匀区(12)的两端,所述第一光纤端区(10)位于所述第一微纳光纤锥区(11)的外端,所述第二光纤端区(14)位于所述第二微纳光纤锥区(13)的外端;其中,所述第一微纳石英毛细管(1)、所述第二微纳石英毛细管(8)和所述第三微纳石英毛细管(9)均包括:第一石英毛细管端区(2)、第二石英毛细管端区(6)、第一微纳石英毛细管锥区(3)、第二微纳石英毛细管锥区(5)和微纳石英毛细管均匀区(4),所述第一微纳石英毛细管锥区(3)和所述第二微纳石英毛细管锥区(5)分别位于所述微纳石英毛细管均匀区(4)的两端,所述第一 ...
【技术特征摘要】
1.一种集成光微流控传感器,其特征在于,所述传感器包括:一根微纳光纤(7)和三根组成结构相同的第一微纳石英毛细管(1)、第二微纳石英毛细管(8)、第三微纳石英毛细管(9);所述微纳光纤(7)与三根微纳石英毛细管处处保持平行的相对位置关系,并封装于低折射率紫外胶中;其中,所述微纳光纤(7)包括:第一光纤端区(10)、第二光纤端区(14)、第一微纳光纤锥区(11)、第二微纳光纤锥区(13)和微纳光纤均匀区(12),所述第一微纳光纤锥区(11)和所述第二微纳光纤锥区(13)分别位于所述微纳光纤均匀区(12)的两端,所述第一光纤端区(10)位于所述第一微纳光纤锥区(11)的外端,所述第二光纤端区(14)位于所述第二微纳光纤锥区(13)的外端;其中,所述第一微纳石英毛细管(1)、所述第二微纳石英毛细管(8)和所述第三微纳石英毛细管(9)均包括:第一石英毛细管端区(2)、第二石英毛细管端区(6)、第一微纳石英毛细管锥区(3)、第二微纳石英毛细管锥区(5)和微纳石英毛细管均匀区(4),所述第一微纳石英毛细管锥区(3)和所述第二微纳石英毛细管锥区(5)分别位于所述微纳石英毛细管均匀区(4)的两端,所述第一石英毛细管端区(2)位于所述第一微纳石英毛细管锥区(3)的外端,所述第二石英毛细管端区(6)位于所述第二微纳石英毛细管锥区(5)的外端;上述各区构成各自构成独立的三个微流通道。2.根据权利要求1所述的一种集成光微流控传感器,其特征在于,所述第一光纤端区(10)和所述第二光纤端区(14)用于光信号的输入和输出,所述第一微纳光纤锥区(11)或所述第二微纳光纤锥区(13)用于实现高阶模式的激发。3.根据权利要求2所述的一种集成光微流控传感器,其特征在于,所述第一微纳石英毛细管(1)、所述第二微纳石英毛细管(8)和所述第三微纳石英毛细管(9)的第一微纳石英毛细管锥区(3)和第二微纳石英毛细管锥区(5)均分别与所述第一微纳光纤锥区(11)和所述第二微纳光纤锥区(13)并排平行,实现模式耦合。4.根据权利要求2所述的一种集成光微流控传感器,其特征在于,所述第一微纳光纤锥区(11)和所述第二微纳光纤锥区(13)激发的高阶模式在所述微纳石英毛细管均匀区(4)和所述第一微纳石英毛细管(1)、所述第二微纳石英毛细管(8)以及所述第三微纳石英毛细管(9)的微纳光纤均匀区(12)组成的复合波导结构中传输。5.根据权利要求2所述的一种集成光微流控传感器,其特征在于,所述第一微纳光纤锥区(...
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