基于光纤S锥形模间干涉传感器件的生物分子特异性检测研究
发布时间：2021-09-08 17:08
随着社会经济的发展,信息技术的进步,生物医学研究引起了人们广泛的研究兴趣,成为了当今时代的重要发展领域之一。生物传感器件在疾病诊断、医疗保健、药物研制、环境监测等诸多领域的应用过程中,装置的灵敏度、集成度以及探测的精确度等性能也面临着进一步的提高与优化,因此,新型生物传感器件的研制成为了生物医学领域的研究热点。光纤生物传感器作为一种将光纤传感技术的优势结合到生物检测技术当中的高效探测分析工具,为无标记生物检测提供了一种响应速度快、安全性高、耗样量少、生物相容性好的新型技术手段。本文以光纤S锥形干涉结构为基础制作光纤模间干涉型传感器,主要讨论了传感器件的结构特性以及其在生物分子特异性检测方面的实验研究。本论文的主要研究工作包括以下几方面:1.结合光纤模间干涉原理,对光纤S锥形结构的干涉原理进行理论分析。同时,基于光束传输法建立了光纤S锥形结构的理论模型,讨论S锥结构的几何参数与干涉光谱间的关系,为S锥形光纤结构的制备提供理论依据。2.设计并实现了一种基于疏水蛋白HGFI自组装的光纤S锥形免疫传感器。利用熔接机电弧放电制作光纤S锥形结构,并封装于石英毛细管通道内用于免疫检测实验研究。疏水蛋...
【文章来源】：南开大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光纤FPI结构示意图：（a）外部反射界面形成；（b）内部反射界面形成
图 1.2 传统光纤 MZI 结构示意图着对光纤 MZI 研究的不断深入，人们设计并制作出参考臂与传根光纤内实现的 MZI 结构，并对其传感应用进行了研究。研究内写入光栅、错位熔接、熔融拉锥以及使用不同种类的光纤等方沿同一光纤内的不同路径传输，如纤芯和包层。这类结构较传统独立的 MZI结构，体积更紧凑、稳定性更好，有更广阔应用前景纤 Michelson 干涉仪（MI）的结构与原理和光纤 MZI 结构类似臂与传感臂中的光束间存在光程差而产生干涉效应。不同的是，在，发生干涉的两束光是经两臂末端反射后得到的[13]，如图 1.3（a纤 MI结构与 MZI结构的一半十分类似。因此关于光纤 MI的制主要区别则在于反射面的引入。由于光纤 MI采用反射式的结构用过程中具有结构紧凑、安装灵活等优势，同时具有较强的复用I的设计与使用的过程中，需要在光源的相干长度内调整参考臂程差。光纤MI结构的两臂同样可以设计在一个光纤内实现，如图
实际应用过程中具有结构紧凑、安装灵活等优势，同时具有较强的复用能力。然而在 MI的设计与使用的过程中，需要在光源的相干长度内调整参考臂与传感臂间的光程差。光纤MI结构的两臂同样可以设计在一个光纤内实现，如图1.3（b），部分纤芯中光耦合到包层，未发生耦合的纤芯模式与包层模式经光纤端面反射后发生干涉。图 1.3 （a）传统光纤 MI 结构示意图；（b）两臂在同一光纤内的 MI 结构示意图光纤 Sagnac 干涉仪（SI）由于结构简单、易于制作、鲁棒性强等优点，近年来在各种传感领域得到了广泛的应用[19]。光纤环是光纤SI结构的主要组成部分，在环内两束光以不同的偏振态进行传输，传输方向相反。图 1.4 是光纤 SI的
【参考文献】：
期刊论文
[1]国外光纤传感器技术[J]. 周菊芳,孙义雁. 测控技术. 1988(03)
博士论文
[1]疏水蛋白HGFI的表达、功能应用及自组装机制研究[D]. 王泽方.南开大学 2010
硕士论文
[1]膜片式光纤法布里—珀罗干涉型超声传感器地震物理模型成像技术研究[D]. 张雯露.西北大学 2018
[2]基于微椭球空气腔的光纤压力传感器的研究[D]. 李志鹏.南京信息工程大学 2018
本文编号：3391164
【文章来源】：南开大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光纤FPI结构示意图：（a）外部反射界面形成；（b）内部反射界面形成
图 1.2 传统光纤 MZI 结构示意图着对光纤 MZI 研究的不断深入，人们设计并制作出参考臂与传根光纤内实现的 MZI 结构，并对其传感应用进行了研究。研究内写入光栅、错位熔接、熔融拉锥以及使用不同种类的光纤等方沿同一光纤内的不同路径传输，如纤芯和包层。这类结构较传统独立的 MZI结构，体积更紧凑、稳定性更好，有更广阔应用前景纤 Michelson 干涉仪（MI）的结构与原理和光纤 MZI 结构类似臂与传感臂中的光束间存在光程差而产生干涉效应。不同的是，在，发生干涉的两束光是经两臂末端反射后得到的[13]，如图 1.3（a纤 MI结构与 MZI结构的一半十分类似。因此关于光纤 MI的制主要区别则在于反射面的引入。由于光纤 MI采用反射式的结构用过程中具有结构紧凑、安装灵活等优势，同时具有较强的复用I的设计与使用的过程中，需要在光源的相干长度内调整参考臂程差。光纤MI结构的两臂同样可以设计在一个光纤内实现，如图
实际应用过程中具有结构紧凑、安装灵活等优势，同时具有较强的复用能力。然而在 MI的设计与使用的过程中，需要在光源的相干长度内调整参考臂与传感臂间的光程差。光纤MI结构的两臂同样可以设计在一个光纤内实现，如图1.3（b），部分纤芯中光耦合到包层，未发生耦合的纤芯模式与包层模式经光纤端面反射后发生干涉。图 1.3 （a）传统光纤 MI 结构示意图；（b）两臂在同一光纤内的 MI 结构示意图光纤 Sagnac 干涉仪（SI）由于结构简单、易于制作、鲁棒性强等优点，近年来在各种传感领域得到了广泛的应用[19]。光纤环是光纤SI结构的主要组成部分，在环内两束光以不同的偏振态进行传输，传输方向相反。图 1.4 是光纤 SI的
【参考文献】：
期刊论文
[1]国外光纤传感器技术[J]. 周菊芳,孙义雁. 测控技术. 1988(03)
博士论文
[1]疏水蛋白HGFI的表达、功能应用及自组装机制研究[D]. 王泽方.南开大学 2010
硕士论文
[1]膜片式光纤法布里—珀罗干涉型超声传感器地震物理模型成像技术研究[D]. 张雯露.西北大学 2018
[2]基于微椭球空气腔的光纤压力传感器的研究[D]. 李志鹏.南京信息工程大学 2018
本文编号：3391164
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