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太赫兹微结构双芯光纤超灵敏微流体传感器
| 专利名称： | 太赫兹微结构双芯光纤超灵敏微流体传感器 |
| 摘要： | 本发明提供了一种基于太赫兹微结构纤芯光子晶体光纤的宽带、超灵敏微流体传感器。器件采用双芯光子晶体光纤设计，由包层、左右两纤芯和涂覆层组成。光纤基底材料采用环烯烃类聚合物（TOPAS）；包层为三角晶格排列，具有六方对称性的圆形空气孔阵列；左芯采用等差分层微结构，用于增大左芯的模式双折射，同时改变基模色散曲线的斜率；右芯由圆形空气孔内填充待测量液体形成。理论研究表明，在0.5‑1.5THz频率范围内，光纤都能够实现精确的折射率传感，器件可检测折射率变化范围为0.019。在1THz，器件的折射率灵敏度达到51.22THz/RIU，优于以往研究结果。本发明利用太赫兹波的宽带特性和双芯光纤基模的交点耦合效应，构建了一个宽带、超灵敏的微流体折射率传感器。在对于传感和测量有高精度要求的生物、化学、医药等领域有非常广阔的应用前景。 |
| 专利类型： | 发明专利 |
| 国家地区组织代码： | 天津;12 |
| 申请人： | 南开大学 |
| 发明人： | 李珊珊;常胜江;范飞;张昊;白晋军 |
| 专利状态： | 有效 |
| 申请日期： | 2019-09-27T00:00:00+0800 |
| 发布日期： | 2019-11-26T00:00:00+0800 |
| 申请号： | CN201910923078.3 |
| 公开号： | CN110501308A |
| 分类号： | G01N21/41(2006.01);G;G01;G01N;G01N21 |
| 申请人地址： | 300071 天津市南开区卫津路94号 |
| 主权项： | 1.一种基于太赫兹微结构纤芯光子晶体光纤的宽带、超灵敏折射率传感器，其基本结构由涂覆层、包层和左右两纤芯组成，其中左芯为输入端口，右芯为输出端口，光纤横截面结构为在基底材料中设计若干空气孔，其中包层由大小一致的圆形空气孔组成，在左芯中设计满足等差分层条件的亚波长微空气孔阵列，右芯内填充待测微流体。 2.根据权利要求 1 所述太赫兹双芯光纤传感器，其特征在于，光纤为双芯折射率引导型光子晶体光纤。 3.根据权利要求 1 所述太赫兹双芯光纤传感器，其特征在于，光纤包层为三角晶格排列，具有六方对称性的圆形空气孔，晶格常数可以设置为450。 4.根据权利要求 1 所述太赫兹双芯光纤传感器，其特征在于，左芯微结构为三角晶格排列、满足等差分层条件的椭圆空气孔，晶格常数可以设置为40。 5.根据权利要求 1 所述太赫兹双芯光纤传感器，左芯微结构采用等差分层设计，即在光纤横截面上，纤芯微结构分为多层，微结构基本单元为椭圆，椭圆长半轴a与短半轴b之比为3：1，中心椭圆的短半轴为r，每向外一层，椭圆的短半轴尺寸增大固定长度r。 6.根据权利要求 1 所述太赫兹双芯光纤传感器，可选基底材料包括但不限于PP（聚丙烯），HDPE（高密度聚乙烯），ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）,PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）,TOPAS（环烯烃类聚合物）等材料，优选TOPAS。 |
| 所属类别： | 发明专利 |
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