【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光纤传感，具体是涉及一种纤内微流感测单元及其制备方法、性能仿真方法。
技术介绍
1、光纤微流控传感器是一种基于光纤技术和微流体技术的传感器，它将光纤的传输特性与微流控技术相结合，能够实现对微流体的监测和精确操控，在生物医学、化学分析、环境监测、食品安全等领域发挥着至关重要的作用。
2、在生物传感领域，生物反应过程通常会引起分析物的折射率的微小变化，生物分子和细胞成分的折射率与水相近，折射率范围一般为1.33～1.34。传统的光纤微流控传感器在1.33折射率附近的灵敏度相对较低，只能达到几千量级，而灵敏度越高传感器越能够对微小的变化做出更为准确的响应，且通常情况下高灵敏度的传感器对变化的响应时间更短。因此针对于1.33折射率附近设计一种高灵敏度的纤内感测单元具有重要的实际意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于满足实际需求，提供一种纤内微流感测单元及其制备方法、性能仿真方法，以提高纤内微流感测单元的检测灵敏度。
2、第一方面，本专利技术提供了一种纤内微流感测单元的制备方法，包括：
3、将氟化镁固体材料和fep聚合物固体材料进行掺杂并加热，得到光纤预制棒，其中，所述氟化镁固体材料折射率为1.3650；
4、在预设温度下，利用所示光纤预制棒制备氟化镁材料光纤；
5、通过在所述氟化镁材料光纤的轴向上打孔，使得所述氟化镁材料光纤的内部形成n个方形空气孔，得到方形孔阵列氟化镁微结构光纤；其中，n为大于等于1的自然数
6、将所述方形孔阵列氟化镁微结构光纤拼接在两段单模光纤中间，构建纤内微流感测单元。
7、优选地，所述方形孔阵列氟化镁微结构光纤的内部包括一个中心方形空气孔和四个边缘方形空气孔；所述中心方形空气孔位于所述方形孔阵列氟化镁微结构光纤的轴心处，四个边缘方形空气孔以中心方形空气孔为中心，位于正方形的四个角上。
8、优选地，在所述预设温度为1400℃下，将所述光纤预制棒拉伸成细丝状，并对所述光纤预制棒的端面进行整形和抛光处理，得到氟化镁材料光纤。
9、优选地，所述方形孔阵列氟化镁微结构光纤与两段单模光纤之间留有用于构建进出液口的空隙。
10、优选地，所述方形孔阵列氟化镁微结构光纤与两段单模光纤之间的空隙为15μm。
11、优选地，所述氟化镁固体材料和fep聚合物固体材料的掺杂比例为8:2。
12、第二方面，本专利技术提供了一种纤内微流感测单元，基于上述第一方面任一项所述的方法步骤制备得到。
13、第三方面，本专利技术提供了一种纤内微流感测单元的性能仿真方法，对上述第二方面的纤内微流感测单元进行性能仿真，性能仿真方法包括：
14、基于所述方形空气孔的边长，设置边长参数；
15、基于第一步长，在预设波长范围内调整工作波长；
16、基于第二步长，在预设折射率范围调整液体折射率；
17、基于所述边长参数、工作波长和液体折射率生成透射光谱图；
18、对所述透射光谱图中同一波谷位置的不同液体折射率下的波长位移做线性拟合，得到所述纤内微流感测单元的灵敏度。
19、优选地，，所述预设波长范围为1200～1650nm，所述第一步长为25nm。
20、优选地，，所述预设折射率范围为1.3330～1.3350，所述第二步长为0.0005。
21、与现有技术相比，本申请具有的优点和积极效果是：
22、由以上可知，本专利技术将氟化镁固体材料和fep聚合物固体材料进行掺杂并加热，可以降低氟化镁材料的折射率，即得到的方形孔阵列氟化镁微结构光纤的包层折射率为1.3300。由此基于方形孔阵列氟化镁微结构光纤设计的纤内微流感测单元在1.3300折射率附近的灵敏度得到很大提升，而灵敏度越高的纤内微流感测单元越能够对微小的变化做出更为准确的响应，并且高灵敏度的纤内微流感测单元对变化的响应时间更短，因此，利用本专利技术设计出的纤内微流感测单元可以通过测量分析物引起的微小折射率变化进行高灵敏的检测，获得关于生物反应等的重要信息。
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1.一种纤内微流感测单元的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的纤内微流感测单元的制备方法，其特征在于，所述方形孔阵列氟化镁微结构光纤的内部包括一个中心方形空气孔和四个边缘方形空气孔；所述中心方形空气孔位于所述方形孔阵列氟化镁微结构光纤的轴心处，四个边缘方形空气孔以中心方形空气孔为中心，位于正方形的四个角上。
3.根据权利要求1所述的纤内微流感测单元的制备方法，其特征在于，在所述预设温度为1400℃下，将所述光纤预制棒拉伸成细丝状，并对所述光纤预制棒的端面进行整形和抛光处理，得到氟化镁材料光纤。
4.根据权利要求1所述的纤内微流感测单元的制备方法，其特征在于，所述方形孔阵列氟化镁微结构光纤与两段单模光纤之间留有用于构建进出液口的空隙。
5.根据权利要求4所述的纤内微流感测单元制备方法，其特征在于，所述空隙为15μm。
6.根据权利要求1所述的纤内微流感测单元的制备方法，其特征在于，所述氟化镁固体材料和FEP聚合物固体材料的掺杂比例为8:2。
7.一种纤内微流感测单元，其特征在于，由权利要求1-
8.一种纤内微流感测单元的性能仿真方法，其特征在于，对权利要求7所述的纤内微流感测单元进行性能仿真，所述性能仿真方法包括：
9.根据权利要求8所述的纤内微流感测单元的性能仿真方法，其特征在于，所述预设波长范围为1200～1650nm，所述第一步长为25nm。
10.根据权利要求8所述的纤内微流感测单元的性能仿真方法，其特征在于，所述预设折射率范围为1.3330～1.3350，所述第二步长为0.0005。
...【技术特征摘要】
1.一种纤内微流感测单元的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的纤内微流感测单元的制备方法，其特征在于，所述方形孔阵列氟化镁微结构光纤的内部包括一个中心方形空气孔和四个边缘方形空气孔；所述中心方形空气孔位于所述方形孔阵列氟化镁微结构光纤的轴心处，四个边缘方形空气孔以中心方形空气孔为中心，位于正方形的四个角上。
3.根据权利要求1所述的纤内微流感测单元的制备方法，其特征在于，在所述预设温度为1400℃下，将所述光纤预制棒拉伸成细丝状，并对所述光纤预制棒的端面进行整形和抛光处理，得到氟化镁材料光纤。
4.根据权利要求1所述的纤内微流感测单元的制备方法，其特征在于，所述方形孔阵列氟化镁微结构光纤与两段单模光纤之间留有用于构建进出液口的空隙。
5.根据权利要求4所述的纤内微流感测单...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴武涛，刘海锋，刘波，吴继旋，曹宏远，
申请(专利权)人：天津寰宇星通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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