微流光纤传感器:从功能集成到功能设计(特邀) 被引量：1

1

作者 苑婷婷 张晓彤 +1 位作者 杨兴华 苑立波 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2024年第1期81-98,共18页

随着微流控技术的日趋成熟,将微流控芯片技术和光微流方法在微结构光纤中进行交叉融合,已经逐渐形成了一个新的发展方向。简要综述了这一技术是如何从初期的利用微结构光纤的特殊结构,进行简单的功能集成,拓展到如今基于特殊需求进行光... 随着微流控技术的日趋成熟,将微流控芯片技术和光微流方法在微结构光纤中进行交叉融合,已经逐渐形成了一个新的发展方向。简要综述了这一技术是如何从初期的利用微结构光纤的特殊结构,进行简单的功能集成,拓展到如今基于特殊需求进行光纤的功能设计的新阶段,以实现在微结构光纤内部构造微流控感测系统的目的。该方向的发展,不仅促进了光波导与微流物质检测技术相结合,还为实现不同检测原理在微结构光纤内的高灵敏度光纤微流传感器技术开辟了新方法与新途径。 展开更多

关键词 微流控 光微流 光纤传感器 光微流传感器

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毛细管光纤传感器研究进展 被引量：6

2

作者 张小贝 肖海 王廷云 《应用科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期523-536,共14页

石英毛细管由于在材料方面与光纤具有天然一致性,被广泛应用于各种结构和功能的光纤传感器中.首先给出光纤和毛细管的模式特性和熔接工艺,在此基础上介绍干涉型毛细管光纤传感器的研究进展,包括法布里-珀罗型、多模干涉型、反谐振型3种... 石英毛细管由于在材料方面与光纤具有天然一致性,被广泛应用于各种结构和功能的光纤传感器中.首先给出光纤和毛细管的模式特性和熔接工艺,在此基础上介绍干涉型毛细管光纤传感器的研究进展,包括法布里-珀罗型、多模干涉型、反谐振型3种形式.接着介绍微腔结合的毛细管光纤传感器研究进展,包括多模光纤-微球腔和锥形内壁毛细管微腔.毛细管具有中空结构且其圆柱结构能够支持回音壁模式.最后介绍毛细管光纤传感器的最新研究进展. 展开更多

关键词 毛细管 光纤传感器 干涉型光纤传感器 微腔 光微流

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微流体通道循环肿瘤细胞检定系统研究 被引量：1

3

作者 郭劲宏 《中国计量学院学报》 2014年第4期337-343,共7页

提出在微流体框架上搭建电阻抗型循环肿瘤细胞检测计数和引入光学元件搭建病变循环肿瘤细胞检测的双重荧光激发传感器系统.前者提出了两种不同结构,在直流电路型中得到细胞体积越大峰值电压越高,并且两者有很好的线性关系,相关系数可以... 提出在微流体框架上搭建电阻抗型循环肿瘤细胞检测计数和引入光学元件搭建病变循环肿瘤细胞检测的双重荧光激发传感器系统.前者提出了两种不同结构,在直流电路型中得到细胞体积越大峰值电压越高,并且两者有很好的线性关系,相关系数可以达到0.998,也可以得到细胞体积越大,细胞移位时间越长;在交流电路型中,创新性提出印刷电路板和聚二甲基硅氧烷结合作为衬底的思想,并和商用流式细胞仪的测量结果进行了对比,验证了这种结构的可行性.后者用特定病变肿瘤被荧光标记物标记后,受激光激发出的荧光颜色不同而可以被有效地区分开,并拿商用流式细胞仪结论进行对比,结果吻合.两种传感器都用COMSOL软件进行了理论模拟,便于确定结构参数的同时也能与实验结果对比从而优化结论. 展开更多

关键词 微流体 电阻抗 光微流 双重荧光 循环肿瘤细胞

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荧光共振能量转移光微流激光偏振特性分析

4

作者 赵佳奇 张婷婷 +2 位作者 张天俊 王文杰 刘绍鼎 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2024年第9期322-328,共7页

将一对可以产生荧光共振能量转移(FRET)的荧光分子分别作为供体染料和受体染料,以法布里-珀罗(F-P)微腔作为光学谐振腔,基于DNA分子的G-四链体结构研究FRET光微流激光的偏振特性。实验上,研究了5种不同K+浓度的DNA(其分子两端分别标记... 将一对可以产生荧光共振能量转移(FRET)的荧光分子分别作为供体染料和受体染料,以法布里-珀罗(F-P)微腔作为光学谐振腔,基于DNA分子的G-四链体结构研究FRET光微流激光的偏振特性。实验上,研究了5种不同K+浓度的DNA(其分子两端分别标记了一对可以产生FRET的荧光染料)溶液,用线偏振的泵浦光对其进行激发,将受体在平行偏振方向(平行于泵浦光偏振方向)的激光阈值曲线斜率和垂直偏振方向(垂直于泵浦光偏振方向)的激光阈值曲线的斜率的比值作为受体激光偏振度的检测信号。实验结果表明,随着DNA溶液中K+浓度的增加,受体激光的泵浦阈值逐渐降低,能量转换效率逐渐增加,而受体激光的斜率比逐渐变小,即偏振度逐渐降低。 展开更多

关键词 荧光共振能量转移 光微流激光 法布里-珀罗微腔 激光偏振

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基于光微流单模激光的液体折射率测量 被引量：6

5

作者 韩超 邱诚玉 +2 位作者 侯梦迪 张婷婷 王文杰 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2018年第8期327-332,共6页

制备了高品质因子的法布里-珀罗(F-P)光学微腔,采用溶于液体的有机染料罗丹明6G(R6G)作为增益介质,实现了单模光微流激光的产生,激光的半峰全宽为0.260nm。在水的摩尔分数分别为1.09%,5.98%,11.91%,20.42%,30.75%,45.27%,51.89%的不同... 制备了高品质因子的法布里-珀罗(F-P)光学微腔,采用溶于液体的有机染料罗丹明6G(R6G)作为增益介质,实现了单模光微流激光的产生,激光的半峰全宽为0.260nm。在水的摩尔分数分别为1.09%,5.98%,11.91%,20.42%,30.75%,45.27%,51.89%的不同混合物溶剂(无水乙醇和去离子水)中实现了单模激光的产生,发现随着含水量的增加,中心波长向长波长方向移动,而当水的摩尔分数超过45.27%后,单模激光的中心波长开始向短波长方向移动。并根据单模激光波长的移动实现了混合溶液折射率的测量。测量结果及分析表明:最小可测量的折射率差值为6.31×10-4,测量灵敏度为411nm/RIU(RIU为单位折射率),并对测量的结果及误差进行了分析。 展开更多

关键词 激光器 单模激光 折射率测量 法布里-珀罗微腔 光微流激光

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光纤光微流激光血红蛋白传感器

6

作者 张红蕊 张亚男 +1 位作者 李莉柯 赵勇 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期265-271,共7页

提出一种光纤光微流激光(FOFL)生化传感器,基于罗丹明螺环衍生物的“开-闭”环机制测量血红蛋白(Hb)的浓度,将薄壁空心光纤(HOF)作为光学微腔,利用一种非荧光螺环酰肼,即罗丹明B酰肼(RBH)来实现荧光响应。Cu^(2+)可诱导RBH内部螺环打开... 提出一种光纤光微流激光(FOFL)生化传感器,基于罗丹明螺环衍生物的“开-闭”环机制测量血红蛋白(Hb)的浓度,将薄壁空心光纤(HOF)作为光学微腔,利用一种非荧光螺环酰肼,即罗丹明B酰肼(RBH)来实现荧光响应。Cu^(2+)可诱导RBH内部螺环打开,触发荧光“关-开”响应。由实验结果可知,具有类酶催化特性的血红蛋白能加速RBH的开环反应,在一定条件下增加荧光产物的浓度。以开环荧光产物作为增益介质,FOFL可放大由不同血红蛋白浓度引起的荧光产物浓度差异,以此建立起FOFL积分强度与血红蛋白浓度的关系,构建用于血红蛋白检测的FOFL传感器。在特定的实验条件下,该传感器的检测限约为0.56 pmol/L,动态范围达到4个数量级。 展开更多

关键词 光纤传感器 光微流激光 罗丹明螺环衍生物 生化传感 血红蛋白检测

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基于准连续域束缚态介质超表面的光微流折射率传感研究 被引量：1

7

作者 胡维东 杜响 +4 位作者 刘思玉 黄万霞 石风华 石建平 李光元 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期70-78,共9页

准连续域束缚态(Quasi-BIC)是超表面中一种特殊共振模,具有极高的品质因子,可以极大地提高光与物质的相互作用,在荧光增强、纳米激光、光传感以及非线性光学等领域均有重要应用。本文基于我们前期对quasi-BIC产生的理论,研究quasi-BIC... 准连续域束缚态(Quasi-BIC)是超表面中一种特殊共振模,具有极高的品质因子,可以极大地提高光与物质的相互作用,在荧光增强、纳米激光、光传感以及非线性光学等领域均有重要应用。本文基于我们前期对quasi-BIC产生的理论,研究quasi-BIC介质超表面在折射率传感方面的应用。本文给出了传感系统的基本结构,利用电子束光刻技术结合注塑工艺完成了样品光流控结构的制备,并初步测试性能。研究结果表明,得益于产生quasi-BIC的新方法,该超表面具有两个高Q值quasi-BIC共振峰(1.523μm和1.570μm,品质因子分别为3069和4071)。以四种折射率溶液(n分别为1.450/1.462/1.470/1.480)为样品的测试实验表明,两个共振峰均能完成折射率检测,灵敏度S分别为452 nm/RIU、428 nm/RIU,性能评价指标FOM分别为376.7、372,优于现有文献;共振波长和折射率之间线性度良好,展现了quasi-BIC超表面在折射率传感中的应用潜力。 展开更多

关键词 超表面 准连续域束缚态 光微流折射率传感 表面晶格共振

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法布里-珀罗微腔中级联FRET光微流激光产生研究 被引量：4

8

作者 邱诚玉 贾卓楠 +2 位作者 张婷婷 侯梦迪 王文杰 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2019年第18期175-180,共6页

制备了高品质因子的法布里-珀罗(F-P)光学微腔,结合光微流控技术,采用溶于液体的有机染料香豆素6(Cou6)、罗丹明6G(R6G)、LDS 751的混合物作为增益介质,实现了低阈值级联荧光共振能量转移(FRET)光微流激光的输出。实验采用430nm(Cou6的... 制备了高品质因子的法布里-珀罗(F-P)光学微腔,结合光微流控技术,采用溶于液体的有机染料香豆素6(Cou6)、罗丹明6G(R6G)、LDS 751的混合物作为增益介质,实现了低阈值级联荧光共振能量转移(FRET)光微流激光的输出。实验采用430nm(Cou6的最大吸收峰)脉冲光作为抽运光,利用Cou6(供体)和R6G(受体)、R6G(供体)和LDS 751(受体)之间的共振能量转移,即两级共振能量转移过程,产生了对应有机染料LDS 751发射峰的近红外光微流激光。3种染料的FRET过程极大地降低了光微流激光产生的阈值,提高了激光产生过程中的转换效率,可在单一抽运源的情况下,将激光发射波长向长波长方向扩展。 展开更多

关键词 激光器 染料激光器 光微流激光 荧光共振能量转移 法布里-珀罗微腔

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基于CO_(2)激光加工的法布里-珀罗光学微腔阵列的制备 被引量：3

9

作者 贾卓楠 张婷婷 +2 位作者 栗正华 花双全 王文杰 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2020年第23期200-204,共5页

主要研究了基于CO_(2)激光微加工实现法布里-珀罗(FP)光学微腔阵列的制备。首先,通过CO_(2)激光微加工和掩模板相结合的方法,在玻璃基底上制备了阵列型的凹面结构,并对结构的特性进行了分析。测量及模拟分析结果表明,凹面结构可近似为... 主要研究了基于CO_(2)激光微加工实现法布里-珀罗(FP)光学微腔阵列的制备。首先,通过CO_(2)激光微加工和掩模板相结合的方法,在玻璃基底上制备了阵列型的凹面结构,并对结构的特性进行了分析。测量及模拟分析结果表明,凹面结构可近似为高斯曲面,深度范围为0.042~0.64μm,半峰全宽范围为11.30~16.60μm;结构底部可近似为球面。随后,通过镀介质膜和微腔封装,制备了FP微腔阵列,采用平面镜-凹面镜的微腔组装形式,形成FP稳定腔。最后,测试了微腔阵列中光微流激光的产生。 展开更多

关键词 激光光学 法布里珀罗微腔 微腔阵列 CO_(2)激光烧蚀 光学掩模 光微流激光

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基于法布里-珀罗微腔激光的高分辨率熔解技术研究 被引量：3

10

作者 梁希月 侯梦迪 +2 位作者 张婷婷 邱诚玉 王文杰 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2018年第10期270-275,共6页

基于所制备的高品质法布里-珀罗(F-P)光学微腔,研究了一种基于激光信号的腔内高灵敏度熔解(HRM)曲线检测方法,即将F-P光学微腔作为微激光腔,将嵌入式饱和染料作为增益介质,以产生的激光信号作为检测信号,通过温度扫描,实现了对碱基错配... 基于所制备的高品质法布里-珀罗(F-P)光学微腔,研究了一种基于激光信号的腔内高灵敏度熔解(HRM)曲线检测方法,即将F-P光学微腔作为微激光腔,将嵌入式饱和染料作为增益介质,以产生的激光信号作为检测信号,通过温度扫描,实现了对碱基错配DNA分子的高灵敏度检测与筛查。分别研究了25个碱基对和50个碱基对的目标DNA及碱基错配DNA的熔解曲线,理论及实验结果表明:基于激光信号的HRM检测技术具有低的熔解温度和高的信噪比。 展开更多

关键词 生物光学 高分辨熔解技术 光微流激光 法布里-珀罗光学微腔

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基于法布里-珀罗微腔的光微流FRET激光产生 被引量：2

11

作者 周春花 张婷婷 +1 位作者 翟爱平 王文杰 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期14-18,共5页

为了实现低阈值光微流荧光共振能量转移(FRET)激光,基于制备的高品质因子、高稳定法布里-珀罗(F-P)微腔,采用间接抽运方法研究了两种F-P谐振腔中光微流FRET激光的产生。直接抽运施主染料,使得施主染料通过FRET的方式把能量传递给受主染... 为了实现低阈值光微流荧光共振能量转移(FRET)激光,基于制备的高品质因子、高稳定法布里-珀罗(F-P)微腔,采用间接抽运方法研究了两种F-P谐振腔中光微流FRET激光的产生。直接抽运施主染料,使得施主染料通过FRET的方式把能量传递给受主染料,从而实现受主染料的间接能量抽运。结果表明,在此种抽运方式下,F-P光微流激光腔中实现了0.48μJ/mm2的低激光抽运能量密度阈值;并可通过FRET激光产生的形式实现对低浓度物质的检测。 展开更多

关键词 激光光学 光微流激光 荧光共振能量转移 法布里-珀罗微腔

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空心微瓶谐振腔的封装及折射率传感特性研究

12

作者 赵帅昌 王梓杰 +5 位作者 刘笑尘 汪柯红 陈溢琦 杨勇 张琦 张小贝 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1001-1006,共6页

为提高传感器的稳定性和便携性,提出一种基于空心微瓶谐振腔的折射率传感器,对系统进行封装并对其折射率传感特性进行研究。仿真分析不同壁厚下空心微瓶谐振腔径向回音壁模式的光场分布,光场在微瓶内部的占比随着器件壁厚的减少而增加,... 为提高传感器的稳定性和便携性,提出一种基于空心微瓶谐振腔的折射率传感器,对系统进行封装并对其折射率传感特性进行研究。仿真分析不同壁厚下空心微瓶谐振腔径向回音壁模式的光场分布,光场在微瓶内部的占比随着器件壁厚的减少而增加,有利于提高传感灵敏度。为减小空心微瓶谐振腔的壁厚,利用氢氟酸对石英毛细管进行腐蚀,使用光纤熔接机制备了薄壁空心微瓶谐振腔。采用紫外胶将耦合系统封装固定在载玻片上,器件稳定性和便携性得到提升。研究了封装器件在不同折射率匹配液下的传感特性,器件传感灵敏度为26.50 nm/RIU。该传感器具有稳定性强、灵活性高、损耗小等优点,在光微流控折射率检测方面拥有很大的应用潜力。 展开更多

关键词 空心微瓶谐振腔 回音壁模式 封装传感器 折射率传感 光微流控

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