CN1424564A - 电场中光纤光谱测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的电场中光纤光谱测量装置属光纤光谱的测量装置。其结构是在空心光纤(1)的两端各加装一个光纤封头，光纤封头的封头外套(3)是一根玻璃管及中间带有空心圆球(4)的形状；玻璃管的一端为玻璃窗口(5)，另一端则插入空心光纤(1)后用铟、锡等灌封材料(7)密封；电极(2)和样品注入管(6)装在封头外套(3)的玻璃圆球上。本发明可作为光谱仪的样品室，不仅提高检测的灵敏度，方便样品更换，还能用于测量电场或电流作用下的样品的吸收光谱、荧光光谱、喇曼光谱等光谱，以及各种光谱随电场或电流变化的情况。
Description
技术领域
本发明属光学测量装置，特别涉及能够加电场或电流的光纤光谱测量装置。
背景技术
根本发明相近的现有技术是中国专利“光纤喇曼光谱仪”，专利号99127494.6，授权公告日2002年4月24日，公告号CN1083573C。
该装置的样品室是由一段液芯光纤及两端加装的封头构成。所说的封头由封头外套、玻璃窗口、样品注入管、铟或锡等灌封材料构成。封头外套是一根玻璃管及中间带有圆球的形状；玻璃管的一端用玻璃封闭作为玻璃窗口，另一端则插入空心光纤后用铟锡灌封材料密封；样品注入管装在封头外套的玻璃圆球上。
将被测液体样品注入背景技术的样品室后，使激发光在光纤内传播，又不断的激发液体样品，所产生的喇曼光谱或荧光光谱等也在光纤中传播，其强度不断被积累，最后从光纤另一端的封头上的玻璃窗口被“放大”输出。因此采用光纤样品室获得的喇曼光谱、荧光光谱、吸收光谱等光谱强度比采用普通样品室增大103倍左右。但是这种光纤样品室不能用来测量沿光纤方向的电场中液芯光导纤维(光波导)的各种光谱。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，在现有技术的基础上，对光纤封头加以改进，既不影响原光纤封头的使用效果，又能用于测量电场中液芯光导纤维(光波导)的各种光谱。
本发明的电场中光纤光谱测量装置结构是：在空心光纤的两端各加装一个光纤封头，光纤封头的封头外套是一根玻璃管及中间带有空心圆球的形状；玻璃管的一端用玻璃封闭作为玻璃窗口，另一端则插入空心光纤后用铟、锡等灌封材料密封；样品注入管装在封头外套的玻璃圆球上。在两封头外套的玻璃圆球上还密封装有电极。
所说的电极是金属导体，其中半段插入封头外套的玻璃圆球内，另半段在封头外套的玻璃圆球外，并装有接线柱。这样的电极在一个光纤封头上可以装1～3个。
使用时，通过样品注入管向光纤封头内注入待测样品或含有待测样品的液体，待测样品通过玻璃窗口与空心光纤端头的空隙进入空心光纤，当注满液体样品后封堵样品注入管，使整个系统密封，空心光纤构成液芯光纤。此时，空心光纤(毛细管)对光的折射率高于待测样品的折射率。让激光入射液芯光纤的一端，另一端测量其吸收光谱、荧光光谱、喇曼光谱等被“放大”光谱。若在两光纤封头的电极上接通电源(加电场)，则用于测量电场或电流作用下的待测样品的吸收光谱、荧光光谱、喇曼光谱等光谱，以及各种光谱随电场或电流变化的情况。
本发明由于在液芯光纤两端加有电极，在光谱测量中可以在光纤两端加电场，使液芯光纤内产生电场或流有电流，从而可以测量待测样品在电场或电流作用下的一些物理、化学、生物功能及变化。
附图说明
图1是本发明的具体结构示意图。
具体实施方式
实施例1 结合图1对本发明的结构进行说明。图1中，1为空心光纤，2为电极，3为封头外套，4为封头的空心圆球部分，5为玻璃窗口，6为样品注入管，7为铟、锡等灌封材料。封头外套3包括一根玻璃管及中间带有的空心圆球部分4，玻璃管的一端由玻璃窗口5密封，另一端插入空心光纤1后，用铟、锡等灌封材料7灌入玻璃管与空心光纤1之间使之密封。空心光纤1的端头接近玻璃窗口5。样品注入管6装在空心圆球部分4上，可以跟封头外套3的玻璃管相互垂直。电极2的半段插入在空心圆球部分4内，另半段露出在空心圆球部分4外，并装有接线柱。
光纤封头有两个，可以分别将空心光纤1的两端密封，由入射光照射的玻璃窗口5是入射窗口，空心光纤1另一端的玻璃窗口5是出射窗口，在此接收待测光。
通过样品注入管6向光纤封头和空心光纤1内注入液体样品构成液芯光纤；在液芯光纤两端封头的电极上接通电源，即可测量待测样品在电场或电流作用下的一些物理、化学、生物功能及变化。
实施例2 列举一个实例——测量温度对荧光光谱强度的影响。
液体样品由吡啶、硫酸钾及蒸馏水组成，充入本发明的装置中，形成长123cm的液芯光纤。此时，液体样品折射率为1.50，光纤折射率为1.46。光纤用绝热材料包装，用两只热电偶测量光纤内液体样品和外部温度，用He-Ne激光入射光纤一端，另一端的出射光经透镜聚焦后射入双光栅单色仪，用冷却的光电倍增管接收荧光信号，用光子计数器接收光谱强度(光子数)。两电极接直流高压电源，电流稳定一段时间，使光纤内外两只热电偶所测温度都稳定后，读出光纤内液体温度值，取出热电偶，测量荧光光谱强度。
对多次测量的实验数据进行处理，得到的结论是，光纤接收到的荧光光谱强度随电流的变化而灵敏的变化；电流强度增大，荧光光谱强度降低，电流强度降低，荧光光谱强度增加；实验结果与理论计算很好的符合。
用本发明的装置研究温度对荧光光谱强度的影响，实验的技术方法是科学可行的，并能提高实验灵敏度和实验精度。用本发明的装置测量其它物理、化学、生物功能及变化，也能取得理想的效果。
Claims (2)
1、一种电场中光纤光谱测量装置，结构是在空心光纤(1)的两端各加装一个光纤封头，光纤封头的封头外套(3)是一根玻璃管及中间带有空心圆球(4)的形状；玻璃管的一端用玻璃封闭作为玻璃窗口(5)，另一端则插入空心光纤(1)后用铟、锡灌封材料(7)密封；样品注入管(6)装在封头外套(3)的玻璃圆球上，其特征在于，在两个空心圆球(4)上分别密封装有电极(2)。
2、按照权利要求1所述的电场中光纤光谱测量装置，其特征在于，所说的电极(2)是金属导体，其中半段插入封头外套(3)的空心圆球(4)内，另半段在封头外套的玻璃圆球(4)外，并装有接线柱；电极在一个光纤封头上装1～3个。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN101886974A (zh) * | 2010-07-15 | 2010-11-17 | 华中科技大学 | 一种测量掺稀土双包层光纤包层泵浦吸收系数的方法 |
| CN104597030A (zh) * | 2015-01-21 | 2015-05-06 | 杭州电子科技大学 | 一种基于空心光子晶体光纤的物质检测装置 |
| CN105222998A (zh) * | 2015-10-30 | 2016-01-06 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 用于测试双包层增益光纤泵浦吸收系数的方法 |
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2002
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