CN205941359U - 一种长周期光纤光栅的spr重金属离子传感头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种长周期光纤光栅的SPR重金属离子传感头，包括长周期光纤光栅、金属膜和改性壳聚糖薄膜，所述长周期光纤光栅包括含有光栅的纤芯以及包附在纤芯外的包层，所述光栅的周期为100‑500μm，光栅区域的包层表面镀有一层30~200nm厚的金属膜，金属膜表面制备有30~500nm厚的改性壳聚糖薄膜，所述改性壳聚糖薄膜能够吸附重金属离子。在使用时，改性壳聚糖薄膜用于吸收特定的重金属离子，光信号从光纤的一端入射向另一端传输，经过长周期光纤光栅时特定波长的光信号将耦合进入包层并在金属膜界面产生表面等离子体共振信号，表面等离子共振信号的波长将随着重金属离子浓度的变化而发生偏移，根据波长偏移量就能够简单、快捷地实现重金属离子的检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及光纤技术、光纤光栅表面等离子共振(SPR)技术、高分子材料及其薄膜制备技术的交叉领域，更具体地，涉及一种长周期光纤光栅的SPR重金属离子传感头。
背景技术
铅、汞、镉等重金属污染水和土壤，而且很难降解，通过饮用水或者水生植物吸收沿食物链进入人体，在生物体内可以不断的沉积和富集，从而引起食品安全问题，给人们的健康带来极大的危害。为了人们的健康生活，重金属含量的检测显得尤为重要，研究对重金属离子有选择性的高灵敏检测方法及传感机理有重要意义。
重金属含量的检测方法主要有原子吸收光谱法、原子发射光谱法、原子荧光光谱法、质谱法、酶抑制法和电化学分析检测法。这些传统的仪器分析测试方法有各自的优点，但是检测繁琐，缺点不少，一直困扰目前重金属离子的检测。
随着光源、光纤传感技术、信号检测和计算机技术的迅速发展，以及消逝波的深入研究与利用、生物分子膜构建能力的不断增强，光纤SPR传感技术对重金属离子检测方法的前景越来越明朗。光纤传感技术凭借其独特的优点在各个领域受到越来越广泛的青睐，再加上SPR自身的特点，使得光纤SPR传感技术在重金属含量的检测方面具有很大的优越性。
实用新型内容
本实用新型为克服现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种长周期光纤光栅的SPR重金属离子传感头，能够简单、快捷地进行重金属离子检测。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：
一种长周期光纤光栅的SPR重金属离子传感头，包括长周期光纤光栅、金属膜和改性壳聚糖薄膜，所述长周期光纤光栅包括含有光栅的纤芯以及包附在纤芯外的包层，所述光栅的周期为100-500μm，光栅区域的包层表面镀有一层30~200nm厚的金属膜，金属膜表面制备有纳米量级厚的改性壳聚糖薄膜，所述改性壳聚糖薄膜能够吸附重金属离子。
在一种优选的方案中，所述长周期光纤光栅包括多组不同周期的光栅，不同周期的光栅区域具有不同的改性壳聚糖薄膜，不同的改性壳聚糖薄膜能够吸附不同的重金属离子。
在一种优选的方案中，所述的金属膜为金膜或银膜。
在一种优选的方案中，所述长周期光纤光栅的一侧端面也镀有金属膜。
与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：本实用新型公开一种长周期光纤光栅的SPR重金属离子传感头，包括长周期光纤光栅、金属膜和改性壳聚糖薄膜，所述长周期光纤光栅包括含有光栅的纤芯以及包附在纤芯外的包层，所述光栅的周期为100-500μm，光栅区域的包层表面镀有一层30~200nm厚的金属膜，金属膜表面制备有30~500nm厚的改性壳聚糖薄膜，所述改性壳聚糖薄膜能够吸附重金属离子。在使用时，改性壳聚糖薄膜用于吸收特定的重金属离子，光信号从光纤的一端入射向另一端传输，经过长周期光纤光栅时特定波长的光信号将耦合进入包层并在金属膜界面产生表面等离子体共振信号，表面等离子共振信号的波长将随着重金属离子浓度的变化而发生偏移，根据波长偏移量就能够简单、快捷地实现重金属离子的检测。
附图说明
图1为长周期光纤光栅的SPR重金属离子传感头的示意图。
图2为包括多组不同周期的光栅的长周期光纤光栅的SPR重金属离子传感头示意图。
其中：1、纤芯；2、包层；3、光栅；4、金属膜；5、改性壳聚糖薄膜。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如图1所示，一种长周期光纤光栅的SPR重金属离子传感头，包括长周期光纤光栅（LPG）、金属膜4和改性壳聚糖薄膜5，所述长周期光纤光栅包括含有光栅3的纤芯1以及包附在纤芯1外的包层2，所述光栅3的周期为100-500μm，光栅3区域的包层2表面镀有一层30~200nm厚的金属膜4，金属膜4表面制备有30~500nm厚的改性壳聚糖薄膜5，所述改性壳聚糖薄膜5能够吸附重金属离子。
在具体实施过程中，如图2所示，所述长周期光纤光栅包括多组不同周期的光栅3，不同周期的光栅3区域具有不同的改性壳聚糖薄膜5，不同的改性壳聚糖薄膜5能够吸附不同的重金属离子，从而实现对多种重金属离子的检测。
在具体实施过程中，所述的金属膜4为金膜或银膜。
在具体实施过程中，所述长周期光纤光栅的一侧端面也镀有金属膜，达到把光信号返回的目的，实现在长周期光纤光栅的同一端面进行光信号的发送和接收。
本实施例公开一种长周期光纤光栅的SPR重金属离子传感头，包括长周期光纤光栅、金属膜4和改性壳聚糖薄膜5，所述长周期光纤光栅包括含有光栅3的纤芯1以及包附在纤芯1外的包层2，所述光栅3的周期为100-500μm，光栅3区域的包层2表面镀有一层30~200nm厚的金属膜4，金属膜4表面制备有纳米量级厚的改性壳聚糖薄膜5，所述改性壳聚糖薄膜5能够吸附重金属离子。在使用时，改性壳聚糖薄膜5用于吸收特定的重金属离子，光信号从光纤的一端入射向另一端传输，经过长周期光纤光栅时特定波长的光信号将耦合进入包层2并在金属膜4界面产生表面等离子体共振信号，表面等离子共振信号的波长将随着重金属离子浓度的变化而发生偏移，根据波长偏移量就能够简单、快捷地实现重金属离子的检测。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种长周期光纤光栅的SPR重金属离子传感头，其特征在于，包括长周期光纤光栅、金属膜和改性壳聚糖薄膜，所述长周期光纤光栅包括含有光栅的纤芯以及包附在纤芯外的包层，所述光栅的周期为100-500μm，光栅区域的包层表面镀有一层30~200nm厚的金属膜，金属膜表面制备有30~500nm厚的改性壳聚糖薄膜，所述改性壳聚糖薄膜能够吸附重金属离子。
2.根据权利要求1所述的长周期光纤光栅的SPR重金属离子传感头，其特征在于，所述长周期光纤光栅包括多组不同周期的光栅，不同周期的光栅区域具有不同的改性壳聚糖薄膜，不同的改性壳聚糖薄膜能够吸附不同的重金属离子。
3.根据权利要求1所述的长周期光纤光栅的SPR重金属离子传感头，其特征在于，所述的金属膜为金膜或银膜。
4.根据权利要求1所述的长周期光纤光栅的SPR重金属离子传感头，其特征在于，所述长周期光纤光栅的一侧端面也镀有金属膜。
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| CN201620861854.3U CN205941359U (zh) | 2016-08-09 | 2016-08-09 | 一种长周期光纤光栅的spr重金属离子传感头 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN106018350A (zh) * | 2016-08-09 | 2016-10-12 | 广东海洋大学 | 一种长周期光纤光栅的spr重金属离子传感头及其制作方法 |
| CN113390816A (zh) * | 2021-06-16 | 2021-09-14 | 西北大学 | 聚多巴胺-氧化石墨烯涂覆光纤光栅重金属离子检测方法 |
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2016
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| CN106018350A (zh) * | 2016-08-09 | 2016-10-12 | 广东海洋大学 | 一种长周期光纤光栅的spr重金属离子传感头及其制作方法 |
| CN106018350B (zh) * | 2016-08-09 | 2018-10-23 | 广东海洋大学 | 一种长周期光纤光栅的spr重金属离子传感头及其制作方法 |
| CN113390816A (zh) * | 2021-06-16 | 2021-09-14 | 西北大学 | 聚多巴胺-氧化石墨烯涂覆光纤光栅重金属离子检测方法 |
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