超微小法布里?珀羅型微腔液體激光器制造技術

本發明專利技術屬于激光技術領域，具為一種超微小法布里?珀羅型微腔液體激光器。本發明專利技術激光器由兩片高反射率腔鏡和微型毛細管組成；兩片高反射率腔鏡平行分布構成諧振腔，上面為輸出鏡，下面為全反射鏡；腔長

Super tiny Fabri Perot type micro cavity liquid laser

The invention belongs to the technical field of laser, with a super tiny Fabri Perot type micro cavity liquid laser. The laser of the invention consists of two high reflectivity cavity mirrors and micro capillary tubes; the two high reflectivity mirrors are parallel distributed to form a resonant cavity; the upper is an output mirror, and the lower is a total reflecting mirror; the cavity length is the length of the cavity

【技術實現步驟摘要】
超微小法布里-珀羅型微腔液體激光器
本專利技術屬于激光
，具體涉及一種超微小法布里-珀羅型微腔液體激光器。
技術介紹
通常來說，生物熒光傳感或成像主要是通過激發標記在生物樣品中的熒光染料或熒光蛋白而產生的熒光信號來實現。熒光信號的特點是光譜范圍寬，發光無特定方向，信號噪聲大，分辨率低，因此，不利于實現超靈敏傳感和超分辨光學成像。光微流微腔激光技術是解決上述問題的有效方案之一。該技術將具有熒光標記（熒光染料或熒光蛋白）的生物樣品（DNA、蛋白質或細胞）作為增益介質通過微流控系統輸運至光學微腔中，再以光激勵的形式讓其產生激光輸出，利用激光信號取代傳統技術的熒光信號作為傳感或成像的媒介。和傳統熒光技術相比，光微流激光技術具有以下優點：1.激光相干性好，超窄線寬，方向性出射，有利于信號的采集和接收；2.激光信號噪聲小，單色性好，因此光學分辨率較熒光高；3.激光具有閾值、激光光譜和光學模式等特征參量，而這些參量和樣品的生理特征密切相關，因此，激光信號的特征參量可以提供生物樣品更全面的結構、空間以及動態信息，這是傳統熒光技術所無法實現的。目前，光微流激光技術已經在高靈敏的生物傳感領域比如生物分子結構變化測試和酶聯免疫吸附測試(ELISA)等技術上有著廣泛的應用，并普遍地提高了現有技術的靈敏度水平。然而在超分辨成像方面，光微流激光技術的潛力還未得到有效地開發。本專利技術提出的法布里-珀羅型激光器可在光生物醫學成像中得以應用并實現離體和在體的高分辨率激光光學成像，分辨率達到100納米以下；同時，以腫瘤細胞為研究對象，基于細胞產生激光的模式以及光譜特征，對不同惡性程度或亞型腫瘤組織或細胞病變特異征象醫學信息進行納米分辨與光學表征。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種可使激光光學成像分辨率高的超微小法布里-珀羅型微腔液體激光器。本專利技術提出的超微小法布里-珀羅(Fabry–Pérot,FP)型微腔液體微流激光器，結合新型的光微流微腔技術，可實現窄線寬激光輸出，進而可以實現活體細胞或組織的受激輻射，可同時完成樣品的光學成像以及激光光譜、空間模式等特征參量的收集和分析。本專利技術提出的超微小法布里-珀羅型微腔液體微流激光器，其結構：兩片高反射率腔鏡和微型毛細管組成；其中，兩片高反射率腔鏡為平行的分布式布拉格反射鏡(DistributedBraggReflector,DBR)，構成諧振腔（稱FP型微腔）；上面的為輸出鏡（高反低透鏡），下面的為全反射鏡；腔長L在30-500μm之間；全反鏡反射率高于99.9%，輸出鏡透過率為2%-10%。如圖2所示。毛細管為方形或矩形，作為微流通道，在兩片平行的分布式布拉格反射鏡之間，毛細管兩端和特氟龍軟管相連，含增益介質的溶液或者生物細胞組織通過軟管輸入到FP型微腔內。本專利技術中，兩片布拉格反射鏡，單片腔鏡上下兩個表面的平行度小于等于3″。本專利技術中，諧振腔全反鏡和輸出鏡平行度范圍為5″-10″。本專利技術中，兩片平行的分布式布拉格反射鏡的材料可為人造石英晶體。本專利技術中，系統激光增益介質為可溶于水或有機溶劑的液態材料，可以一定速率以垂直方向通過諧振腔。本專利技術原理如下：為了能夠實現低閾值的法布里-珀羅型微腔微流激光運行，必須實現微腔內部的低損耗，也就是組成微腔鏡面的反射率要高。本專利技術制備了兩片分布式布拉格反射鏡(DistributedBraggReflector,DBR)，全反鏡反射率高于99.9%，輸出鏡透過率達2-10%。單片腔鏡的平行度也達到3″。傳統生物細胞熒光成像或傳感實驗中，容易發生猝滅現象，而本專利技術利用微流通道可以使生物細胞或組織已一定速率通入，獲得穩定的激光信號，不會發生熒光淬滅現象，可實現長時間內對光譜進行分析研究的可行性。本專利技術可利用激光信號取代傳統技術的熒光信號作為傳感或成像的媒介，實現超靈敏的生物傳感及超分辨的生物成像。附圖說明圖1為綜合光學平臺示意圖。該光學平臺采用納秒OPO泵浦光源(UV-NIR可調諧納秒激光器，192-2600納米，最大功率50mJ/pulse，脈寬3-5ns，重復頻率10Hz)和熒光顯微系統(OlympusBX53)。圖2為FP微流微腔示意圖。圖3為法布里-珀羅型微腔激光光譜圖，其中，(a)為法布里-珀羅型微腔激光光譜圖，(b)為激光光譜放大圖。具體實施方式下面通過具體實施例進一步描述本專利技術：實施例：摻香豆素染料的酒精增益介質溶液通入微流腔的激光光泵浦實驗。1．樣品制作：法布里-珀羅型微腔制備方案如圖2所示，首先在矩形毛細管的一面滴1-2滴MY131紫外膠，將全反射鏡蓋在膠水上面，用紫外燈進行固化處理；用同樣的方式將輸出鏡固定在矩形毛細管的另一面。將特氟龍軟管與矩形毛細管的兩端用NOA81密封處理，確保微流腔樣品的封閉性，防止氣泡進入。2．測量方法：首先，將摻香豆素的酒精溶液通過微流泵以一定速率輸運到微流通道中；采用納秒OPO激光光源作為泵浦光源，通過顯微系統(OlympusBX53)將光聚焦在微流腔上面；通過帶有CCD的光譜儀收集激光信號，并通過軟件進行數據的存儲及分析。如圖3所示，為本專利技術采集到的激光信號，周期性非常好，為單縱模輸出，自由光譜程(FreeSpectralRange,FSR)為0.44nm。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種超微小法布里?珀羅(FP)?型微腔激光器，其特征在于，兩片高反射率腔鏡和微型毛細管組成；其中，兩片高反射率腔鏡為平行的分布式布拉格反射鏡，構成諧振腔；上面的為輸出鏡下面的為全反射鏡；腔長

【技術特征摘要】
1.一種超微小法布里-珀羅(FP)型微腔激光器，其特征在于，兩片高反射率腔鏡和微型毛細管組成；其中，兩片高反射率腔鏡為平行的分布式布拉格反射鏡，構成諧振腔；上面的為輸出鏡下面的為全反射鏡；腔長L在30-500μm之間；全反鏡反射率高于99.9%，輸出鏡透過率為2%-10%；所述毛細管為方形或矩形，作為微流通道，在兩片平行的分布式布拉格反射鏡之間，毛細管兩端和特氟龍軟管相連，含增益介質的溶液或者生物細胞組織通過軟管...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳翔，謝樹森，盧啟景，楊洪欽，
申請(專利權)人：復旦大學，福建師范大學，
類型：發明
國別省市：上海,31