發(fā)布時間：2023-09-02 10:58

　　光微流激光集成了微流、光學(xué)微腔、激光增益介質(zhì),在生化傳感方面有顯著優(yōu)勢,包括高靈敏度、低探測極限和較寬的檢測范圍等。光微流激光通過微腔的放大機(jī)制可以區(qū)別出生物分子結(jié)構(gòu)和濃度的微小變化,甚至可以探測單層蛋白質(zhì)分子。一次性傳感器由于其固有的安全性、易用性和低成本廣泛應(yīng)用在生物診斷領(lǐng)域。由于無法低成本大量制備幾何結(jié)構(gòu)和光學(xué)品質(zhì)具有高重復(fù)性的光學(xué)微腔,因此之前的光微流激光難以實(shí)現(xiàn)一次性傳感器。本文實(shí)現(xiàn)了基于單孔光纖結(jié)構(gòu)的微流激光,不僅保留了光微流激光的優(yōu)勢和特點(diǎn),而且基于光纖同時實(shí)現(xiàn)光學(xué)微腔和微流通道,使之具有成本低、樣品用量小、便于集成、可實(shí)時檢測等優(yōu)點(diǎn)。此外,由于單孔光纖幾何結(jié)構(gòu)的高重復(fù)性和對稱性,光纖微流激光可用于一次性傳感和陣列傳感。本文主要研究了基于單孔光纖微環(huán)的微流激光特性、濃度傳感及陣列應(yīng)用,具體工作如下:(1)本文首先通過有限元分析(Finite element analysis,FEA)仿真了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)單孔光纖的橫向光場分布。對于厚壁單孔光纖(數(shù)十到數(shù)百微米壁厚),只有填充高折射率溶液才會出現(xiàn)激光;在薄壁(4μm及以下)結(jié)構(gòu)中,高折射率溶液和低折射溶液都會形成微環(huán)諧振模式從...

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 光微流激光的發(fā)展與研究
    1.3 光學(xué)微腔研究與發(fā)展
        1.3.1 光學(xué)微腔分類
    1.4 光學(xué)生化傳感器發(fā)展現(xiàn)狀
        1.4.1 光學(xué)生化器概況
        1.4.2 光學(xué)微腔生化傳感器
    1.5 本論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 光微流激光理論研究
    2.1 回音壁模式微腔理論
    2.2 光學(xué)微腔表征
    2.3 回音壁模式微腔的制備與測量
    2.4 光纖微環(huán)光場仿真
    2.5 本章小結(jié)
第三章 單孔光纖微流激光特性
    3.1 實(shí)驗(yàn)原理分析
    3.2 單孔光纖微流激光特性實(shí)驗(yàn)
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器和試劑
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計
        3.2.3 實(shí)驗(yàn)方法和步驟
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        3.3.1 不同增益介質(zhì)的光譜對比分析
        3.3.2 激光閾值的檢測
        3.3.3 光纖微流激光的單根角向輸出高重復(fù)性
        3.3.4 光纖微流激光的高重復(fù)性
    3.4 本章小結(jié)
第四章 單孔光纖微流激光的濃度檢測及陣列化
    4.1 研究背景
    4.2 單孔光纖微環(huán)激光陣列化研究
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)裝置圖
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)方法及步驟
        4.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    4.3 單孔光纖微環(huán)激光濃度傳感
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)原理
        4.3.2 實(shí)驗(yàn)方法及步驟
        4.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 全文工作總結(jié)
    5.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果



本文編號：3845076