基于激光自混合干涉技术的单个微纳颗粒探测

发布时间：2021-12-28 23:27

　　提出了一种结构简单、易准直、能探测单个微纳颗粒的激光自混合干涉（SMI）探测方法。建立了单个颗粒产生的激光SMI信号模型,理论分析了干涉信号的特征,搭建了微流控颗粒探测系统。采用自主开发的LabVIEW程序进行聚苯乙烯颗粒的探测实验和信号采集,并从时域和频域两方面分析了单个粒子的直径。结果表明,本方法能有效探测和区分直径为0.5～10μm范围内的聚苯乙烯微球颗粒。 

【文章来源】：激光与光电子学进展. 2020,57(19)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

激光照射运动颗粒产生的激光SMI

SMI的微流体平台示意图

用上述半导体激光SMI探测系统对单个颗粒进行探测实验，单个流动颗粒的探测示意图如图3所示。在系统中分别注入制备好四种聚苯乙烯微球溶液，通过LabVIEW程序窗口实时观测采集、放大的光电二极管输出信号[13]，即激光SMI信号；再使用Matlab自主编写的信号处理算法程序，分析激光SMI信号的时域和频域特征。直径为5μm的颗粒产生的激光SMI信号时域波形如图4所示，可以发现，当没有颗粒流经激光照射的探测区域时，电压信号稳定在正负100 mV范围内，此时的噪声主要是系统机械振动产生的噪声。当有颗粒经过时，时域信号幅值瞬间增大，最大能达到589mV，形成单个离散的正弦振荡。将所测颗粒溶液稀释至200倍时，每个采样周期（67ms）内可以稳定探测到10个颗粒信号。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FFT的傅里叶光谱Matlab仿真分析[J]. 叶伏秋.  吉首大学学报(自然科学版). 2011(01)
[2]应用于生物检测的微流体聚焦芯片的研制[J]. 吴元庆,姚素英,高鹏.  吉林大学学报(信息科学版). 2011(01)
[3]迈克尔逊干涉光谱仪动镜倾斜误差容限分析[J]. 杨庆华,周仁魁,赵葆常.  光子学报. 2009(03)
[4]激光自混合干涉法亚微米及纳米颗粒测量中的反问题[J]. 王华睿,沈建琪,于海涛,魏月环.  光学学报. 2008(12)
[5]基于LabVIEW数据采集系统[J]. 杨忠仁,饶程,邹建,彭珍莲.  重庆大学学报(自然科学版). 2004(02)
[6]差动型激光自混合干涉式位移测量系统[J]. 禹延光,强锡富,魏振禄,孙晓明.  光学学报. 1999(09)
[7]半导体激光自混合干涉的弱光反馈模型[J]. 马军山,孙晓明,强锡富.  半导体光电. 1997(02)



本文编号：3554941