一种内镀膜的空心波导、制备方法、检测系统及应用技术方案

本发明专利技术涉及一种内镀膜的空心波导、制备方法、检测系统及应用，涉及光学检测领域，内镀膜的空心波导由两组上下对称的基体连接而成，两组所述基体相对的截面上分别设置有互相对应的且为半圆形的半微通道，所述半微通道的内壁上内镀有反射膜，两个所述半微通道组成连通空心波导两侧且截面为圆形的微通道。本发明专利技术的内镀膜的空心波导可应用于气体、液体的光学检测中，其可以增强光信号的收集效率，显著提高光信号强度。信号强度。信号强度。

【技术实现步骤摘要】
一种内镀膜的空心波导、制备方法、检测系统及应用


[0001]本专利技术涉及光学检测领域，具体涉及一种内镀膜的空心波导、制备方法、检测系统及应用。

技术介绍

[0002]在气体、液体物质的拉曼光谱、荧光光谱、吸收光谱检测领域，一般通过内镀膜的空芯毛细管光纤、带微结构的空芯晶体光纤、特定介质界面的液芯光纤来提高被测物质的光谱信号，从而提高检测灵敏度。而光的传输是基于空芯光纤的内镀膜的高反射比，传输原理如图1所示。
[0003]现有的内镀膜空芯光纤，空芯孔径从数十微米到数百微米，所镀膜的选择是根据所需传输的波段确定，尤其是内镀金属膜的空芯光纤可以增强信号的收集效率，显著提高信号强度。对于红外光波段传输一般选择镀金膜，对于可见光波段传输一般选择镀银膜，对于紫外光波段传输一般选择镀铝膜。但是由于光在空芯光纤内多次反射，内镀金属膜表面的粗糙度或缺陷都会导致很高的损耗，且所传输光的波长越短损耗越大，从红外光、可见光到紫外光区域，要达到较低的传输损耗越来越困难。
[0004]目前镀膜方法有传统的光学镀膜方法，如蒸镀、磁流控溅射镀膜，其适用于外表面的镀膜，但是难于实现对像空芯光纤具有微小细长的毛细管内壁的镀膜。故空芯光纤的内镀膜方法只能采用化学银镜反应方法，但是银镜反应制备的反射膜外表面光洁度、膜层均匀性差，且表面易氧化，内表面反射率低，导致光的传输损耗大。鉴于此，提供一种内镀膜的空心波导、制备方法、检测系统及应用。

技术实现思路

[0005]针对目前采用光学蒸镀、磁流控溅射镀等光学镀膜方法难于实现对微小细长的毛细管内壁的镀膜，只能采用化学银镜反应内镀膜，但是化学银镜反应内镀膜只适用于镀金属膜，且镀膜均匀性差、反射率低、难于加镀防氧化膜的问题。本专利技术为了解决上述的问题提供一种内镀膜的空心波导、制备方法、检测系统及应用。
[0006]本专利技术的第一个目的是提供一种内镀膜的空心波导，内镀膜的空心波导由两组上下对称的基体连接而成，两组所述基体相对的面上分别设置有互相对应的且为半圆形的半微通道，所述半微通道的内壁上内镀有反射膜，两个所述半微通道组成连通空心波导两侧且截面为圆形的微通道。
[0007]本专利技术的有益效果是：本专利技术的内镀膜的空心波导由两组对称基体组成，并在基体的截面上加工有半圆形的半微通道，这便于在半圆形的半微通道的内壁上镀上光洁度高、膜层均匀的反射膜，镀完膜后的两组基体连接为完整的内镀膜的空心波导，该内镀膜的空心波导内具有连通的圆形的微通道，可应用于气体、液体的光学检测中，其可以增强光信号的收集效率，显著提高光信号强度。
[0008]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0009]进一步，所述反射膜为金属膜或介质膜。
[0010]本专利技术的反射膜不受银镜反应镀膜的限制，可以镀上金、银或铝等金属膜，或镀上介质膜(介质膜指为非金属化合物的镀膜材料，比如氟化镁)。金属膜反射率达到95％～98％，介质膜反射率＞99.5％。
[0011]进一步，所述内镀膜的空心波导(202)由两组上下对称的基体通过粘接或拼接而成；所述基体为基管(2022)，所述微通道(2023)为管型的微通道(2023)，或者所述基体为基管(2022)，所述微通道(2023)为栅格往返型的微通道(2023)或螺旋线型的微通道(2023)；所述微通道(2023)的直径d为50
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1000μm。
[0012]本专利技术的第二个目的是提供一种内镀膜的空心波导的制备方法，包括如下步骤：
[0013](1)制作两组上下对称的基体，两组所述基体相对的截面上分别设置有互相对应的半圆形的半微通道；
[0014](2)采用光学蒸镀或磁流控溅射镀膜的方法，对步骤(1)中所述半微通道的内壁进行镀膜，将完成镀膜的两组所述基体连接成内镀膜的空心波导。
[0015]采用上述方案的有益效果是：本专利技术通过先加工两组上下对称的基体，两组基体的截面上具有对称的半圆形的半微通道，使空心波导的圆形的微通道的内壁暴露出来，便于采用光学蒸镀或磁流控溅射等传统的光学镀膜方法进行镀金属或介质靶材的反射膜，后再将完成镀膜的两组基体连接成内镀膜的空心波导。与采用化学银镜反应进行镀膜相比，本专利技术通过采用光学蒸镀或磁流控溅射镀膜，得到的反射膜外表面光洁度高、膜层均匀好，表面不易氧化，使其内表面反射率高，光的传输损耗小。
[0016]进一步，步骤(2)中所述光学蒸镀的具体过程为：将所述基体安装于真空蒸镀镀膜机内，通过加热蒸镀的方式将待镀的金属或介质靶材镀在所述半微通道的内壁上；步骤(2)中所述磁流控溅射镀膜的具体过程为：将所述基体安装于磁流控溅射镀镀膜机内，通过电子或高能激光轰击的方式将待镀的金属或介质靶材镀在所述半微通道的内壁上。
[0017]本专利技术的第三个目的是提供一种探测采集的系统，探测采集的系统包括前向探测采集的系统或双向探测采集的系统，所述前向探测采集的系统或所述双向探测采集的系统均包括上述所述的内镀膜的空心波导。
[0018]采用上述进一步方案的有益效果是：将本专利技术的内镀膜的空心波导用于探测采集的系统，可以增强光信号的收集效率，显著提高光信号强度。进一步，所述前向探测采集的系统包括探测器光源发射端、光学检测仓及探测器光谱收集端，所述光学检测仓的一侧设置有探测器光源发射端，所述光学检测仓的另一侧设置有探测器光谱收集端，所述光学检测仓内设置有所述内镀膜的空心波导；所述探测器光源发射端用于发射光信号至所述微通道，所述微通道用于传输所述光信号和待测的气体状或液体状的样品，所述探测器光谱收集端用于收集所述光信号，且将收集的所述光信号传输至后端光谱分析仪(外部)。其中后端光谱分析仪没有在本专利技术的前向探测采集的系统中画出，其作用是进行光电转换与分析。
[0019]采用上述进一步方案的有益效果是：本专利技术前向探测采集的系统，通过在检测仓中使用本专利技术的内镀膜的空心波导，能使得待测的气体状或液体状的样品在检测仓内的内镀膜的空心波导与光信号发生作用，且能同时收集光信号，提高检测灵敏度。
[0020]进一步，所述双向探测采集的系统包括光谱探测器探头，光学检测仓及球面反射
镜，所述光学检测仓的一侧设置有光谱探测器探头，所述光学检测仓的另一侧设置有球面反射镜，所述光学检测仓内设置有所述内镀膜的空心波导，所述球面反射镜的反射面球心与所述内镀膜的空心波导的的所述微通道一侧端部重合；所述光谱探测器探头用于发射光信号至所述微通道和采集从所述微通道返回的光信号，并将采集的所述光信号传输至后端光谱分析仪所述内镀膜的空心波导用于传输所述光信号和待测的气体状或液体状的样品，所述球面反射镜用于将所述内镀膜的空心波导出射的所述光信号反射、汇聚、耦合后返回所述内镀膜的空心波导内。其中后端光谱分析仪没有在本专利技术的双向探测采集的系统画出，其作用是进行光电转换与分析。
[0021]采用上述进一步方案的有益效果是：本专利技术双向探测采集的系统，能使待测的气体状或液体状的样品在内镀膜的空心波导的微通道中2次与光信号发生作用，且能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内镀膜的空心波导，其特征在于，内镀膜的空心波导(202)由两组上下对称的基体连接而成，两组所述基体相对的面上分别设置有互相对应的半圆形的半微通道，所述半微通道的内壁上内镀有反射膜，两个所述半微通道组成连通空心波导(202)两侧的圆形的微通道(2023)。2.根据权利要求1所述的一种内镀膜的空心波导，其特征在于，所述反射膜为金属膜或介质膜。3.根据权利要求1所述的一种内镀膜的空心波导，其特征在于，所述内镀膜的空心波导(202)由两组上下对称的基体通过粘接或拼接而成；所述基体为基管(2022)，所述微通道(2023)为管型的微通道(2023)，或者所述基体为基管(2022)，所述微通道(2023)为栅格往返型的微通道(2023)或螺旋线型的微通道(2023)；所述微通道(2023)的直径d为50
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1000μm。4.基于权利要求1至3任一项所述的一种内镀膜的空心波导的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)制作两组上下对称的基体，两组所述基体相对的截面上分别设置有互相对应的半圆形的半微通道；(2)采用光学蒸镀或磁流控溅射镀膜的方法，对步骤(1)中所述半微通道的内壁进行镀膜，将完成镀膜的两组所述基体连接成内镀膜的空心波导(202)。5.根据权利要求4所述的一种内镀膜的空心波导的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述光学蒸镀的具体过程为：将所述基体安装于真空蒸镀镀膜机内，通过加热蒸镀的方式将待镀的金属或介质靶材镀在所述半微通道的内壁上；步骤(2)中所述磁流控溅射镀膜的具体过程为：将所述基体安装于磁流控溅射镀镀膜机内，通过电子或高能激光轰击的方式将待镀的金属或介质靶材镀在所述半微通道的内壁上。6.一种探测采集的系统，其特征在于，探测采集的系统包括前向探测采集的系统或双向探测采集的系统，所述前向探测采集的系统或所述双向探测采集的系统均包括如权利要求1至3任一项所述的内镀膜的空心波导(202)。7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊胜军，周日贵，丁志强，袁丁，吴红彦，夏征，
申请(专利权)人：北京华泰诺安探测技术有限公司，
类型：发明
国别省市：