光纤探针荧光光谱仪及光纤探针的设备制作方法与设计方案
光纤探测系统的制作方法
光纤探测系统的制作方法1.设计系统框架首先，需要明确光纤探测系统的功能需求，并进行系统框架的设计。
根据具体需求，确定系统中需要的元件和组件，如光源、光纤耦合器、光纤接收器、检测电路等。
2.选择光源光源是光纤探测系统中产生光信号的关键元件。
根据具体应用需求，可以选择不同类型的光源，如激光二极管、LED等。
考虑到输出功率、波长范围、稳定性等因素，选择适合的光源。
3.光纤耦合器设计与制作光纤耦合器的作用是将光源产生的光信号耦合到光纤中。
一种常用的光纤耦合器制作方法是使用光纤束连接器和透镜组合，通过调整透镜的位置和角度，实现光纤与光源的耦合。
4.光纤传输信号将光源耦合光纤输出的信号传输到目标位置。
根据具体需求，可以选择不同类型的光纤，如单模光纤、多模光纤等。
单模光纤适用于长距离传输，多模光纤适用于短距离传输。
5.光纤接收器设计与制作光纤接收器的作用是接收光纤传输的光信号并将其转换为电信号。
最常用的光纤接收器是光电二极管。
将光电二极管与光纤连接，通过光电效应将光信号转换为电信号。
6.检测电路设计与制作检测电路的作用是将光纤接收到的电信号放大、滤波、采样等处理，并进行信号检测。
根据具体应用需求，可以选择合适的放大器、滤波器和采样器等元件。
7.数据处理与显示对于探测到的信号，需要进行进一步处理和分析。
可以使用微控制器、FPGA等芯片进行数据处理，对信号进行滤波、频谱分析、解调等操作。
最后，将处理后的结果通过显示器、计算机等设备进行显示。
8.系统调试和优化制作完成后，需要对光纤探测系统进行调试和优化，确保系统的正常运行和性能指标的满足。
总结：光纤探测系统的制作方法主要包括设计系统框架、选择光源、光纤耦合器设计与制作、光纤传输信号、光纤接收器设计与制作、检测电路设计与制作、数据处理与显示以及系统调试和优化等步骤。
通过以上制作方法，可以实现光纤探测系统的搭建，并应用于各种领域中。
光纤针灸针诊疗和探测成像系统的制作技术
本技术涉及一种光纤针灸针诊疗和探测成像系统，包括针灸针和光纤，所述光纤分布在针灸针的内部；在针灸针后端还包括光纤接头，所述光纤通过光纤接头连接激光光源、光谱仪和电信号记录仪，通过获取光纤顶部的电信号和光信号，来分析针灸过程中针灸部位的物理化学和生理特征及形态结构的变化；在人体体表设有超声传感器，所述超声传感器连接电脑。
本技术易于制作和使用，价格低廉，还可以实时监测针灸过程中的疗效，用以更好地指导治疗过程。
另外通过激光光声现象，利用超声传感器可以分析成像针灸尖端部位的结构和变化情况，更有助针灸治疗效应的机理研究。
权利要求书1.一种光纤针灸针诊疗和探测成像系统，包括针灸针（1）和光纤（2），其特征在于，所述光纤（2）分布在针灸针（1）的内部；在针灸针（1）后端还包括光纤接头（3），所述光纤（2）通过光纤接头（3）连接激光光源（5）、光谱仪（6）和电信号记录仪（7），通过获取光纤（2）顶部的电信号和光信号，来分析针灸过程中针灸部位的物理化学和生理特征及形态结构的变化；在人体体表设有超声传感器（13），所述超声传感器（13）连接电脑（12）。
2.根据权利要求1所述的光纤针灸针诊疗和探测成像系统，其特征在于，所述光纤（2）的顶部为锥形的尖端，所述针灸针（1）的末端开有微孔（4），所述光纤（2）的顶部位于微孔（4）开口处，使得光纤（2）中的激光通过微孔（4）进入针灸部位，同时通过微孔（4）收集针灸部位的电信号和光信号。
3.根据权利要求1或2所述的光纤针灸针诊疗和探测成像系统，其特征在于，所述光纤（2）的尖端含有纳米颗粒（10）、或含有感受温度的光纤光栅（9），或含有感受压力变化的传感器（11）。
说明书光纤针灸针诊疗和探测成像系统技术领域本技术涉及一种光纤针灸针诊疗和探测成像系统。
背景技术针灸技术是我国医学界历史悠久的一种治疗法，采用针刺和火灸人体穴位来治疗疾病，已有几千年的历史。
经过几千年的历史和现代医疗实践证明，针灸治疗具有疗效快、简单、便宜，对多种疾病具有一定的疗效，深受人民群众喜爱。
光纤探针制备以及应用的开题报告
光纤探针制备以及应用的开题报告一、项目背景随着科技的发展，光学技术被广泛应用于生物医学研究中。
光纤探针作为一种新型的生物医学光学探测技术，已经得到了广泛的研究和应用。
光纤探针可以通过光学探测实现对细胞和组织结构的观测，具有非侵入、高分辨率、高敏感度和可重复使用等优点，可用于细胞信号传导、药物筛选、癌症诊断和治疗等领域。
然而，光纤探针的制备和应用还面临着一些问题，包括制备过程复杂，稳定性差、透射率较低等。
因此，本项目旨在研究光纤探针的制备方法和应用技术，解决其存在的问题，为生物医学领域的研究提供更广阔的应用前景。
二、研究内容1. 光纤探针的制备方法研究：（1）材料选择和配方设计：探针需要具备耐腐蚀、耐热、高透光率、生物相容性等特点，根据不同应用场景和实验要求，选择不同的材料并进行配方设计。
（2）光纤端面制备：采用化学刻蚀、机械研磨或激光烧结等方法对光纤端面进行处理，使其具备较高的平整度和光学透明度。
（3）涂层制备：对光纤端面进行覆盖性涂层制备，提高探针的稳定性和光学性能。
2. 光纤探针的应用技术研究：（1）细胞成像：将探针放置在细胞外膜表面，通过荧光标记等技术观测细胞膜内分子分布、细胞形态变化和细胞信号传导等。
（2）活细胞外环境监测：探针可用于监测细胞外环境的化学和物理参数，包括pH值、电位、温度等。
（3）组织成像：将探针放置在组织中，对组织结构和分子分布进行高分辨率成像。
三、研究意义本研究旨在通过改进光纤探针的制备方法和应用技术，提高探针的稳定性和光学性能，拓展其应用领域，为细胞信号传导、药物筛选、癌症诊断和治疗等领域的研究提供基础技术支持。
同时，本研究对于推动光学探测技术的发展和生物医学领域的研究具有重要意义。
荧光式光纤温度传感器-初步设计方案
根据贵公司所提供的资料和要求，该荧光式光纤温度传感器采用的发光管为约400nm的蓝紫光，接收管的接收光为约700nm的红光，根据西安固态产品硬件的初步破解来看，其具体方案如图1所示。
图1 荧光式光纤温度传感器结构图
1、发光二极管驱动电路：
该部分电路是通过单片机PIC18F1330的PWM控制轨到轨运算放大器MCP6293E，进而驱动场效应管SI2301实现的。
2、光电接收及放大电路：
反射光通过接收管接收后，通过CMOS型输入运放LMV797进行信号放大，然后通过单片机PIC18F1330的AD引脚采集到单片机中。
3、与底板的通信采用单片机PIC18F1330自带的RS232引脚RX、TX进行通讯。
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本技术公开一种光纤探针荧光光谱仪，包括泵浦源、光纤探针、光谱仪，所述泵浦源为可见光波段到红外波段(400nm～2000nm)能够激发样品荧光的光源，所述光纤探针为1*N(根据光纤尺寸，N＝1，2，3，4，5，6等)合束器，所述光纤探针一端与光源耦合、另一端耦合到接收光纤，所述光谱仪接收到接收光纤信号后送入电脑进行处理和显示。
通过该装置可以测得样品的光谱图。
技术要求1.一种光纤探针荧光光谱仪，其特征在于，包括：泵浦源、光纤探针和光谱仪；所述光纤探针为平行的一根激发光纤和N根接收荧光光纤组成的合束器，其针尾的激发光纤耦合泵浦源，针尾的N根接收荧光光纤通过一根接收纤耦合连接到光谱仪，其针头放置于样品上，N为大于0的整数；所述泵浦源用于发射光源，所述光源能够激发样品产生荧光；所述激发光纤将所述光源打到样品上；所述接收荧光光纤接收样品产生的荧光；所述光谱仪将N根接收荧光光纤接收到的荧光信号收集，并发送给显示处理装置对收集的荧光信号处理并显示，得到样品的光谱图。
2.根据权利要求1所述的光纤探针荧光光谱仪，其特征在于，所述N根接收荧光光纤将所述激发光纤中心包围并置于毛细管内。
3.根据权利要求1所述的光纤探针荧光光谱仪，其特征在于，所述光源为可见光波段到红外波段，波长为400nm ～2000nm。
4.一种权利要求1或2所述的光纤探针荧光光谱仪所用的光纤探针的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：根据泵浦源输出纤型号以及光谱仪系统信噪比要求确定激发光纤的裸纤直径d1；根据光谱仪的接收纤和测试样品的参数确定接收荧光光纤的裸纤直径d2；根据d1、d2以及激发光纤和N根接收荧光光纤的排列方式确定光纤探针端面外径D；根据测试环境确定光纤探针针头部分的长度L；根据光纤探针的结构参数d1、d2、D以及L确定合适的毛细管参数，选定满足参数的毛细管；通过CO2激光熔接机进行第一次拉锥，将符合光纤探针的结构参数要求的激发光纤和N根接收荧光光纤排丝；将排丝后的清洁光纤整体插入选定的毛细管，根据光纤探针的结构参数进行第二次拉锥，得到所述光纤探针。
5.根据权利要求4所述的光纤探针的制备方法，其特征在于，将符合光纤探针的结构参数要求的激发光纤和N根接收荧光光纤排丝，具体包括如下步骤：选择热缩套管辅助排丝；预先将热缩管设置成符合光纤探针的结构参数的形状，然后在工作平台上插入清洁光纤，经过均匀加热处理得到结构均衡的预制光纤排丝结构。
6.根据权利要求5所述的光纤探针的制备方法，其特征在于，所述光纤探针针头部分均为清洁裸纤，避免在热加工过程中由于异物存在受热燃烧。
7.根据权利要求4至6任一项所述的光纤探针的制备方法，其特征在于，采用热缩套管对毛细管与清洁光纤接触处进行加固处理。
8.根据权利要求4至6任一项所述的光纤探针的制备方法，其特征在于，所述光纤探针端面可以根据实际应用情况，进行研磨、烧球或腐蚀加工处理。
技术说明书一种光纤探针荧光光谱仪及光纤探针的制备方法技术领域本技术涉及检测仪器技术领域，更具体地，涉及一种光纤探针荧光光谱仪及光纤探针的制备方法。
背景技术现在科技进步飞速，微型多媒体终端的出现和电子技术的发展，使光谱仪器向智能化、自动化、小型化等方面发展，国外的便携型光谱仪的发展十分迅速，许多商品化的光谱仪的出现已打破了原有的光谱仪市场。
而我国对便携型光谱仪的研究近几年才开始起步，目前的光谱仪不太适合检测粉体、不透明固体、微小型器件。
技术内容针对现有技术的缺陷，本技术的目的在于解决现有光谱仪不太适合检测粉体、不透明固体、微小型器件的技术问题。
为实现上述目的，第一方面，本技术提供一种光纤探针荧光光谱仪，包括：泵浦源、光纤探针和光谱仪；所述光纤探针为平行的一根激发光纤和N根接收荧光光纤组成的合束器，其针尾的激发光纤耦合泵浦源，针尾的N根接收荧光光纤通过一根接收纤耦合连接到光谱仪，其针头放置于样品上，N为大于0的整数；所述泵浦源用于发射光源，所述光源能够激发样品产生荧光；所述激发光纤将所述光源打到样品上；所述接收荧光光纤接收样品产生的荧光；所述光谱仪将N根接收荧光光纤接收到的荧光信号收集，并发送给显示处理装置对收集的荧光信号处理并显示，得到样品的光谱图。
可选地，显示处理装置可以为电脑，或其他可以进行光谱计算处理并显示的装置。
在一个可选的实例中，所述N根接收荧光光纤将所述激发光纤中心包围并置于毛细管内。
在一个可选的实例中，所述光源为可见光波段到红外波段(400nm～2000nm)。
第二方面，本技术提供了一种上述第一方面所述的光纤探针荧光光谱仪所用的光纤探针的制备方法，包括如下步骤：根据泵浦源输出纤型号以及光谱仪系统信噪比要求确定激发光纤的裸纤直径d1；根据光谱仪的接收纤和测试样品的参数确定接收荧光光纤的裸纤直径d2；根据d1、d2以及激发光纤和N根接收荧光光纤的排列方式确定光纤探针端面外径D；根据测试环境确定光纤探针针头部分的长度L；根据光纤探针的结构参数d1、d2、D以及L确定合适的毛细管参数，选定满足参数的毛细管；通过CO2激光熔接机进行第一次拉锥，将符合光纤探针的结构参数要求的激发光纤和N根接收荧光光纤排丝；将排丝后的清洁光纤整体插入选定的毛细管，根据光纤探针的结构参数进行第二次拉锥，得到所述光纤探针。
在一个可选的实例中，将符合光纤探针的结构参数要求的激发光纤和N根接收荧光光纤排丝，具体包括如下步骤：选择热缩套管辅助排丝；预先将热缩管设置成符合光纤探针的结构参数的形状，然后在工作平台上插入清洁光纤，经过均匀加热处理得到结构均衡的预制光纤排丝结构。
在一个可选的实例中，所述光纤探针针头部分均为清洁裸纤，避免在热加工过程中由于异物存在受热燃烧。
在一个可选的实例中，采用热缩套管对毛细管与清洁光纤接触处进行加固处理。
在一个可选的实例中，所述光纤探针端面可以根据实际应用情况，进行研磨、烧球或腐蚀加工处理。
总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：本技术提供一种光纤探针荧光光谱仪及光纤探针的制备方法，其中，光纤芯径可以做到小于10微米，可以实现微小材料与器件的激发，探针可以对材料表面进行电控扫描，可以实现微米量级的空间荧光强度分布，且光纤损耗低，体积小，可以弯曲，其探测距离可以超过10米，并且实现原位探测。
因此，本技术提供的光谱仪适合检测粉体、不透明固体和微小型器件，实现了荧光探针光谱仪实际应用的灵活性，而且还具有灵敏度高、测量速度快等优点。
附图说明图1为本技术提供的光纤荧光光谱仪的结构示意图；图2为本技术提供的光纤探针的结构示意图；图3为采用本技术提供的光谱仪测得样品的光谱图。
具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1为本技术提供的光纤荧光光谱仪的结构示意图；如图1所示，包括泵浦源、光纤探针、光谱仪，所述泵浦源为可见光波段到红外波段(400nm～2000nm)能够激发样品荧光的光源，所述光纤探针为1*N(根据光纤尺寸，N＝1,2,3,4,5,6)合束器，光纤探针尾部的激发光纤与光源耦合、N根用来接收荧光的光纤耦合到接收光纤，所述光谱仪接收到接收光纤信号后送入电脑进行处理和显示。
因此，通过本技术提供的光谱仪可以测得样品的光谱图。
作为上述方案的优选，所述泵浦源根据不同样品需求可选择可见光波段到红外波段能激发样品荧光的光源。
作为上述方案的优选，所述光纤探针2是由一根激发光纤和N根用来接收荧光的光纤制成的合束器，N根接收光纤呈环形将激发光纤包住排位置于毛细管内。
作为上述方案的优选，所述光纤探针2中的激发光纤与泵浦源1进行耦合。
作为上述方案的优选，所述用以接收荧光的N根光纤耦合到一根接收光纤后再由光谱仪3接收。
作为上述方案的优选，光谱仪3接收到接收光纤信号后送入电脑，进行处理和显示。
图2为本技术提供的光纤探针的结构示意图；如图2所示，探针端面截图中，d1为泵浦光纤裸纤直径，d2为信号接收光纤裸纤直径，D为探针端面外径，图2中分别为1根激发光纤和1根用来接收荧光的光纤的排布情况、1根激发光纤和4根用来接收荧光的光纤的排布情况、1根激发光纤和5根用来接收荧光的光纤的排布情况，以及6根激发光纤和1根用来接收荧光的光纤的排布情况。
具体地，如图2所示，探针端面截图中，d1为泵浦光纤裸纤直径，需要根据泵浦激光器输出纤型号以及测试系统信噪比要求计算得出；d2为信号接收光纤裸纤直径，根据测试系统信号接收纤及测试样品计算得出；D 为探针端面外径，根据前述d1、d2以及光纤排列方式计算得出；L为光纤荧光探针针头部分长度，根据测试环境计算得出。
光纤荧光探针的制作首先根据以上计算原则得出结构参数，根据结构参数计算合适的原始毛细管参数，通过CO2激光熔接机一次加工制成如下图所示锥形区。
将符合以上参数要求的泵浦光纤及信号接收光纤根据排丝方案排丝。
排丝方法：选择热缩套管辅助排丝。
预先将热缩管设置成合适的形状(1*N，N＝1，2，3，4，5，6等)，然后在工作平台上插入清洁光纤，经过均匀加热处理得到结构均衡的预制光纤排丝结构。
最后将清洁光纤整体插入毛细管，根据最后计算光纤荧光探针参数进行第二次拉锥。
光纤探针针头部分均为清洁裸纤，避免在热加工过程中由于异物存在受热燃烧。
制备完成的光纤荧光探针通过超声波切割刀在合适的锥区位置切割，并采用热缩套管对毛细管与光纤接触处进行加固处理。
光纤荧光探针端面还可以根据实际应用情况，进行研磨、烧球、腐蚀等加工处理方式。
图3为采用本技术提供的光谱仪测得掺镱玻璃的光谱图，如图3所示。
本技术提供的光纤探针荧光光谱仪可以通过切换不同光谱仪进行测量，实现测量范围广、速度快等优点。
综上，本技术提供的光谱仪适合检测粉体、不透明固体和微小型器件，实现了荧光探针光谱仪实际应用的灵活性，而且还具有灵敏度高、测量速度快等优点。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。