【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及传感器，尤其涉及一种基于小周期长周期光纤光栅传感器的检测装置及其应用。
技术介绍
1、光纤传感器件正成为生化检测领域的热门选择，其具有诸多传统传感设备没有的优势，包括尺寸紧凑、抗电磁干扰、成本低、灵敏度高、多参数传感、远程检测和良好的生物相容性。对于标准通信光纤来说，光被严格限制在光纤芯内，难以直接与周围环境进行接触，从而无法具备检测生化物质的能力。对于长周期光栅光纤，容易受到干扰，灵敏度低。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种基于小周期长周期光纤光栅传感器的检测装置及其应用，能够实现对外界折射率和温度的传感检测，且相较现有的光纤光栅传感检测器的灵敏度更高。
2、本专利技术一方面提供了一种基于小周期长周期光纤光栅传感器的检测装置，包括光源、光纤环形器、检测槽、光谱仪和小周期长周期光纤光栅传感器，所述光源通过单模光纤连接所述光纤环形器的输入端口，所述光纤环形器的第一输出端口通过单模光纤连接所述光谱仪，所述光纤光栅传感器的两端通过单模光纤分别连接光纤环形器的第二输出端口和所述光谱仪。
3、所述小周期长周期光纤光栅传感器包括纤芯、包层和修饰层，所述纤芯包括若干个小周期长周期光栅结构，所述包层包裹所述纤芯，所述包层上覆盖预设厚度的所述修饰层；若干个所述小周期长周期光栅结构按照预设周期和预设占空比排布，若干个所述小周期长周期光栅结构形成的总长度在预设长度内。
4、可选地，所述检测槽包括样本池，所述样本池用于容纳待测样本，所
5、可选地，所述检测槽包括轨道槽，所述轨道槽用于固定所述小周期长周期光纤光栅传感器两端的单模光纤的至少一部分。
6、可选地，所述光源的波长范围在1300～1700nm。
7、可选地，所述光谱仪的分辨率范围在0.01～0.03nm。
8、可选地，所述小周期长周期光栅结构的所述预设周期的范围包括10～100μm。
9、可选地，所述小周期长周期光栅结构的所述第一预设占空比的范围包括20％～60％。
10、可选地，所述所述小周期长周期光栅结构的预设长度的范围包括1～5mm。
11、可选地，所述修饰层的预设厚度的范围包括100～200nm。
12、可选地，所述包层的厚度范围包括100～150μm。
13、可选地，所述包层的材料包括掺杂有氟化物或硼化物的硅氧化物。
14、本专利技术的第二方面提供了一种上述检测装置在生化检测领域的应用。
15、可选地，在生化检测领域，小周期长周期光纤光栅传感器中修饰层的材料包括可特异性识别生物标志物的材料。可选地如：检测葡萄糖的修饰层材料包括聚多巴胺纳米微球(pda)和刀豆蛋白a(con a)，制备过程包括在包层表面包裹聚多巴胺纳米微球膜，在聚多巴胺纳米微球膜表面结合刀豆蛋白a，结合有刀豆蛋白a的聚多巴胺纳米微球膜形成所述修饰层。
16、本专利技术的第三方面提供了一种上述检测装置在免疫检测领域的应用。
17、可选地，在免疫检测领域，小周期长周期光纤光栅传感器中修饰层的材料包括可特异性识别待检抗原的标记抗体，利用抗体对特定抗原的特异性结合，可以特异性识别抗原分子，而抗原抗体的结合，将引起sp-lpg的光谱变化，通过sp-lpg光谱变化的检测从而实现对抗原分子的检测。
18、可选地，通过更换不同的标记抗体，就可以检测不同的抗原分子，从而大大扩展小周期长周期光纤光栅传感器的检测对象。
19、可选地，标记抗体可选自甲基苯丙胺抗体、吗啡抗体和氯胺酮抗体、可卡因抗体、摇头丸抗体、四氢大麻酚酸抗体、甲卡西酮抗体、苯甲酰爱康宁抗体、芬太尼抗体中的任意一种。
20、本专利技术的第四方面提供了一种上述检测装置在分子诊断领域的应用。
21、可选地，在分子检测领域，小周期长周期光纤光栅传感器中修饰层的材料包括可识别特定核酸序列的标记核酸探针，通过更换不同的核酸探针，就可以检测不同类型的核酸。
22、可选地，标记核酸探针可以是多聚赖氨酸与单链核酸的结合物。
23、实施本专利技术的方案包括以下有益效果：本专利技术的检测装置是基于小周期长周期光纤光栅传感器，其包括光源、光纤环形器、检测槽、光谱仪和小周期长周期光纤光栅传感器，其中小周期长周期光纤光栅传感器包含有小周期长周期光栅结构，小周期长周期光栅的周期短，能将特定波长的光反射回去形成布拉格反射峰，同时也可以使纤芯的基模耦合到前向传输的包层模中，因而可直接用于外界折射率传感或温度传感；小周期长周期光纤光栅缩短了整个传感器的长度，适用于微小区域的检测且便于化学覆膜修饰，修饰的均匀性增加了检测的确定性，提高了传感器和检测装置的稳定性，最终使得本专利技术的检测装置能够同时用于外界折射率和温度的传感检测，且灵敏度更高。
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1.基于小周期长周期光纤光栅传感器的检测装置，其特征在于，包括光源、光纤环形器、检测槽、光谱仪和小周期长周期光纤光栅传感器，所述光源通过单模光纤连接所述光纤环形器的输入端口，所述光纤环形器的第一输出端口通过单模光纤连接所述光谱仪，所述光纤光栅传感器的两端通过单模光纤分别连接光纤环形器的第二输出端口和所述光谱仪；
2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述检测槽包括样本池，所述样本池用于容纳待测样本，所述小周期长周期光纤光栅传感器被设置在可与所述样本池内样本接触的任一位置。
3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述检测槽包括轨道槽，所述轨道槽用于固定所述小周期长周期光纤光栅传感器两端的单模光纤的至少一部分。
4.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述光源的波长范围在1300～1700nm。
5.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述光谱仪的分辨率范围在0.01～0.03nm。
6.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述小周期长周期光栅结构的所述预设周期的范围包括10～100μm；所
7.根据权利要求1或6所述的检测装置，其特征在于，所述小周期长周期光栅结构的所述预设占空比的范围包括20％～60％。
8.一种权利要求1～7所述的检测装置在生化检测领域的应用。
9.一种权利要求1～7所述的检测装置在免疫检测领域的应用。
10.一种权利要求1～7所述的检测装置在分子诊断领域的应用。
...【技术特征摘要】
1.基于小周期长周期光纤光栅传感器的检测装置，其特征在于，包括光源、光纤环形器、检测槽、光谱仪和小周期长周期光纤光栅传感器，所述光源通过单模光纤连接所述光纤环形器的输入端口，所述光纤环形器的第一输出端口通过单模光纤连接所述光谱仪，所述光纤光栅传感器的两端通过单模光纤分别连接光纤环形器的第二输出端口和所述光谱仪；
2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述检测槽包括样本池，所述样本池用于容纳待测样本，所述小周期长周期光纤光栅传感器被设置在可与所述样本池内样本接触的任一位置。
3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述检测槽包括轨道槽，所述轨道槽用于固定所述小周期长周期光纤光栅传感器两端的单模光纤的至少一部分。
4.根据权利要求1所述的检测装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：舒学文，蔡金涛，杨海，王海林，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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