基于光纖S錐形模間干涉?zhèn)鞲衅骷纳锓肿犹禺愋詸z測研究
發(fā)布時間：2021-09-08 17:08
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,信息技術(shù)的進步,生物醫(yī)學(xué)研究引起了人們廣泛的研究興趣,成為了當(dāng)今時代的重要發(fā)展領(lǐng)域之一。生物傳感器件在疾病診斷、醫(yī)療保健、藥物研制、環(huán)境監(jiān)測等諸多領(lǐng)域的應(yīng)用過程中,裝置的靈敏度、集成度以及探測的精確度等性能也面臨著進一步的提高與優(yōu)化,因此,新型生物傳感器件的研制成為了生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點。光纖生物傳感器作為一種將光纖傳感技術(shù)的優(yōu)勢結(jié)合到生物檢測技術(shù)當(dāng)中的高效探測分析工具,為無標(biāo)記生物檢測提供了一種響應(yīng)速度快、安全性高、耗樣量少、生物相容性好的新型技術(shù)手段。本文以光纖S錐形干涉結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)制作光纖模間干涉型傳感器,主要討論了傳感器件的結(jié)構(gòu)特性以及其在生物分子特異性檢測方面的實驗研究。本論文的主要研究工作包括以下幾方面:1.結(jié)合光纖模間干涉原理,對光纖S錐形結(jié)構(gòu)的干涉原理進行理論分析。同時,基于光束傳輸法建立了光纖S錐形結(jié)構(gòu)的理論模型,討論S錐結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)與干涉光譜間的關(guān)系,為S錐形光纖結(jié)構(gòu)的制備提供理論依據(jù)。2.設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于疏水蛋白HGFI自組裝的光纖S錐形免疫傳感器。利用熔接機電弧放電制作光纖S錐形結(jié)構(gòu),并封裝于石英毛細(xì)管通道內(nèi)用于免疫檢測實驗研究。疏水蛋...
【文章來源】：南開大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：69 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
光纖FPI結(jié)構(gòu)示意圖：（a）外部反射界面形成；（b）內(nèi)部反射界面形成
圖 1.2 傳統(tǒng)光纖 MZI 結(jié)構(gòu)示意圖著對光纖 MZI 研究的不斷深入，人們設(shè)計并制作出參考臂與傳根光纖內(nèi)實現(xiàn)的 MZI 結(jié)構(gòu)，并對其傳感應(yīng)用進行了研究。研究內(nèi)寫入光柵、錯位熔接、熔融拉錐以及使用不同種類的光纖等方沿同一光纖內(nèi)的不同路徑傳輸，如纖芯和包層。這類結(jié)構(gòu)較傳統(tǒng)獨立的 MZI結(jié)構(gòu)，體積更緊湊、穩(wěn)定性更好，有更廣闊應(yīng)用前景纖 Michelson 干涉儀（MI）的結(jié)構(gòu)與原理和光纖 MZI 結(jié)構(gòu)類似臂與傳感臂中的光束間存在光程差而產(chǎn)生干涉效應(yīng)。不同的是，在，發(fā)生干涉的兩束光是經(jīng)兩臂末端反射后得到的[13]，如圖 1.3（a纖 MI結(jié)構(gòu)與 MZI結(jié)構(gòu)的一半十分類似。因此關(guān)于光纖 MI的制主要區(qū)別則在于反射面的引入。由于光纖 MI采用反射式的結(jié)構(gòu)用過程中具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝靈活等優(yōu)勢，同時具有較強的復(fù)用I的設(shè)計與使用的過程中，需要在光源的相干長度內(nèi)調(diào)整參考臂程差。光纖MI結(jié)構(gòu)的兩臂同樣可以設(shè)計在一個光纖內(nèi)實現(xiàn)，如圖
實際應(yīng)用過程中具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝靈活等優(yōu)勢，同時具有較強的復(fù)用能力。然而在 MI的設(shè)計與使用的過程中，需要在光源的相干長度內(nèi)調(diào)整參考臂與傳感臂間的光程差。光纖MI結(jié)構(gòu)的兩臂同樣可以設(shè)計在一個光纖內(nèi)實現(xiàn)，如圖1.3（b），部分纖芯中光耦合到包層，未發(fā)生耦合的纖芯模式與包層模式經(jīng)光纖端面反射后發(fā)生干涉。圖 1.3 （a）傳統(tǒng)光纖 MI 結(jié)構(gòu)示意圖；（b）兩臂在同一光纖內(nèi)的 MI 結(jié)構(gòu)示意圖光纖 Sagnac 干涉儀（SI）由于結(jié)構(gòu)簡單、易于制作、魯棒性強等優(yōu)點，近年來在各種傳感領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[19]。光纖環(huán)是光纖SI結(jié)構(gòu)的主要組成部分，在環(huán)內(nèi)兩束光以不同的偏振態(tài)進行傳輸，傳輸方向相反。圖 1.4 是光纖 SI的
【參考文獻】：
期刊論文
[1]國外光纖傳感器技術(shù)[J]. 周菊芳,孫義雁. 測控技術(shù). 1988(03)
博士論文
[1]疏水蛋白HGFI的表達、功能應(yīng)用及自組裝機制研究[D]. 王澤方.南開大學(xué) 2010
碩士論文
[1]膜片式光纖法布里—珀羅干涉型超聲傳感器地震物理模型成像技術(shù)研究[D]. 張雯露.西北大學(xué) 2018
[2]基于微橢球空氣腔的光纖壓力傳感器的研究[D]. 李志鵬.南京信息工程大學(xué) 2018
本文編號：3391164
【文章來源】：南開大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：69 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
光纖FPI結(jié)構(gòu)示意圖：（a）外部反射界面形成；（b）內(nèi)部反射界面形成
圖 1.2 傳統(tǒng)光纖 MZI 結(jié)構(gòu)示意圖著對光纖 MZI 研究的不斷深入，人們設(shè)計并制作出參考臂與傳根光纖內(nèi)實現(xiàn)的 MZI 結(jié)構(gòu)，并對其傳感應(yīng)用進行了研究。研究內(nèi)寫入光柵、錯位熔接、熔融拉錐以及使用不同種類的光纖等方沿同一光纖內(nèi)的不同路徑傳輸，如纖芯和包層。這類結(jié)構(gòu)較傳統(tǒng)獨立的 MZI結(jié)構(gòu)，體積更緊湊、穩(wěn)定性更好，有更廣闊應(yīng)用前景纖 Michelson 干涉儀（MI）的結(jié)構(gòu)與原理和光纖 MZI 結(jié)構(gòu)類似臂與傳感臂中的光束間存在光程差而產(chǎn)生干涉效應(yīng)。不同的是，在，發(fā)生干涉的兩束光是經(jīng)兩臂末端反射后得到的[13]，如圖 1.3（a纖 MI結(jié)構(gòu)與 MZI結(jié)構(gòu)的一半十分類似。因此關(guān)于光纖 MI的制主要區(qū)別則在于反射面的引入。由于光纖 MI采用反射式的結(jié)構(gòu)用過程中具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝靈活等優(yōu)勢，同時具有較強的復(fù)用I的設(shè)計與使用的過程中，需要在光源的相干長度內(nèi)調(diào)整參考臂程差。光纖MI結(jié)構(gòu)的兩臂同樣可以設(shè)計在一個光纖內(nèi)實現(xiàn)，如圖
實際應(yīng)用過程中具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝靈活等優(yōu)勢，同時具有較強的復(fù)用能力。然而在 MI的設(shè)計與使用的過程中，需要在光源的相干長度內(nèi)調(diào)整參考臂與傳感臂間的光程差。光纖MI結(jié)構(gòu)的兩臂同樣可以設(shè)計在一個光纖內(nèi)實現(xiàn)，如圖1.3（b），部分纖芯中光耦合到包層，未發(fā)生耦合的纖芯模式與包層模式經(jīng)光纖端面反射后發(fā)生干涉。圖 1.3 （a）傳統(tǒng)光纖 MI 結(jié)構(gòu)示意圖；（b）兩臂在同一光纖內(nèi)的 MI 結(jié)構(gòu)示意圖光纖 Sagnac 干涉儀（SI）由于結(jié)構(gòu)簡單、易于制作、魯棒性強等優(yōu)點，近年來在各種傳感領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[19]。光纖環(huán)是光纖SI結(jié)構(gòu)的主要組成部分，在環(huán)內(nèi)兩束光以不同的偏振態(tài)進行傳輸，傳輸方向相反。圖 1.4 是光纖 SI的
【參考文獻】：
期刊論文
[1]國外光纖傳感器技術(shù)[J]. 周菊芳,孫義雁. 測控技術(shù). 1988(03)
博士論文
[1]疏水蛋白HGFI的表達、功能應(yīng)用及自組裝機制研究[D]. 王澤方.南開大學(xué) 2010
碩士論文
[1]膜片式光纖法布里—珀羅干涉型超聲傳感器地震物理模型成像技術(shù)研究[D]. 張雯露.西北大學(xué) 2018
[2]基于微橢球空氣腔的光纖壓力傳感器的研究[D]. 李志鵬.南京信息工程大學(xué) 2018
本文編號：3391164
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