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专利号: 201910396362X
申请人: 桂林电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具有拉伸功能的同轴双环形三芯光纤细胞激光器系统,该“光纤-细胞”激光器主要是由以下四个部分组成:(1)具有新型结构的同轴双环形三芯光纤,该光纤端被抛磨成旋转对称的锥体圆台形,制备成光纤光镊;(2)微型光学谐振腔,腔内具有光学放大功能的增益介质,可以分布在球内、球外或球壳表层;(3)包括可提供细胞捕获光动力的光源和增益介质激发光源;(4)细胞输出激光的探测光谱仪。

2.根据权利要求1所述的具有拉伸功能的同轴双环形三芯光纤细胞激光器系统,所述激光器系统中:捕获光束由标准单模光纤6从捕获光源2引出,经由1×2耦合器3分为两路光,分别通过4-2和4-3衰减器以及多芯光纤分路器8后再分别进入同轴双环形芯三光纤9的其中两个环形纤芯9-1和9-2中。激励光束由标准单模光纤6从激励光源1引出,经过衰减器

4-1和环形器5进入多芯光纤分路器8,然后进入同轴双环形三芯光纤9的中间纤芯9-3中。样品池中装满含有细胞的液体并稳定在载物台11上,光纤光镊10浸在的样品池中,用于实现同轴双环形三芯光纤探针对细胞捕获和操控,精密的位移操作过程通过图像放大系统12,成像系统(CCD)13和计算机14组成的成像模块进行实时成像。与此同时,探测到的细胞激光信号通过三端环形器5进入光谱仪7接收。液体中的细胞通过被具有旋转对称锥体圆台形的光纤端光纤光镊10捕获,通过光纤光镊的锥体环形芯9-1和9-2的捕获力联合操控,实现对细胞位置的调整和姿态的拉伸,使得中间纤芯9-3所发射的激发光与谐振微球完成准确的对接,满足向微球谐振腔提供激发光源和输出待探测的谐振增强荧光信号的条件,从而自组装成为一个新型的“光纤-细胞”激光器。在上述“光纤-细胞”激光器的系统结构中,其中两个锥体圆环波导起到对细胞进行光动力捕获和拉伸的作用,而中间纤芯波导对被捕获的细胞提供了一个激发光,发出的激发光与细胞内的被拉伸后的微球进行耦合,从而实现对微球的谐振激发和激光信号的输出,完成对细胞内部胞液折射率微小变化等参量的传感与测量。

3.根据权利要求2所述的具有拉伸功能的同轴双环形三芯光纤细胞激光器。系统中所涉及的一种具有环形同轴双环形三芯光纤,其特征是:该光纤具备有一个中间芯和两个同轴分布的环形芯结构组成,两环形芯之间的距离与环形芯的直径有关。

4.根据权利要求2所述的具有拉伸功能的同轴双环形三芯光纤细胞激光器系统。系统中所涉及的一种光学谐振微球,其特征是:该谐振器的几何形状为中心对称体,具有弹性,受力易变形,而且内部含有某种增益介质。微形谐振器形状以微球形为优先选择。

5.根据权利要求2所述的具有拉伸功能的同轴双环形三芯光纤细胞激光器系统。系统中所涉及的微球可以是某种球形单细胞、细胞内存在的某种生物粒子或置入细胞内的规则弹性球形粒子。

6.根据权利要求2所述的具有拉伸功能的同轴双环形三芯光纤细胞激光器系统。系统中所涉及两个环形芯形成的两个焦点形成两个光阱,微球受力被拉伸,从球形变为椭球形。

7.一种新型“光纤-细胞”激光器自组装方法,其特征是:

(1)使用两个锥体圆环波导对细胞进行静态捕获;

(2)微球被两个环形芯所发出的光捕获力拉伸,并保持平衡状态,从球形变形为椭球形,形成一个法布里-珀罗微腔。

(3)微球与中间纤芯波导发出的激发光准确耦合,根据法布里-珀罗微腔原理,实现对微球的谐振激发和激光信号的输出。