專利名稱：電場中光纖光譜測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬光學(xué)測量裝置，特別涉及能夠加電場或電流的光纖光譜測量裝置。
背景技術(shù)：
根本發(fā)明相近的現(xiàn)有技術(shù)是中國專利“光纖喇曼光譜儀”，專利號99127494.6，授權(quán)公告日2002年4月24日，公告號CN1083573C。
該裝置的樣品室是由一段液芯光纖及兩端加裝的封頭構(gòu)成。所說的封頭由封頭外套、玻璃窗口、樣品注入管、銦或錫等灌封材料構(gòu)成。封頭外套是一根玻璃管及中間帶有圓球的形狀；玻璃管的一端用玻璃封閉作為玻璃窗口，另一端則插入空心光纖后用銦錫灌封材料密封；樣品注入管裝在封頭外套的玻璃圓球上。
將被測液體樣品注入背景技術(shù)的樣品室后，使激發(fā)光在光纖內(nèi)傳播，又不斷的激發(fā)液體樣品，所產(chǎn)生的喇曼光譜或熒光光譜等也在光纖中傳播，其強度不斷被積累，最后從光纖另一端的封頭上的玻璃窗口被“放大”輸出。因此采用光纖樣品室獲得的喇曼光譜、熒光光譜、吸收光譜等光譜強度比采用普通樣品室增大103倍左右。但是這種光纖樣品室不能用來測量沿光纖方向的電場中液芯光導(dǎo)纖維(光波導(dǎo))的各種光譜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，對光纖封頭加以改進，既不影響原光纖封頭的使用效果，又能用于測量電場中液芯光導(dǎo)纖維(光波導(dǎo))的各種光譜。
本發(fā)明的電場中光纖光譜測量裝置結(jié)構(gòu)是在空心光纖的兩端各加裝一個光纖封頭，光纖封頭的封頭外套是一根玻璃管及中間帶有空心圓球的形狀；玻璃管的一端用玻璃封閉作為玻璃窗口，另一端則插入空心光纖后用銦、錫等灌封材料密封；樣品注入管裝在封頭外套的玻璃圓球上。在兩封頭外套的玻璃圓球上還密封裝有電極。
所說的電極是金屬導(dǎo)體，其中半段插入封頭外套的玻璃圓球內(nèi)，另半段在封頭外套的玻璃圓球外，并裝有接線柱。這樣的電極在一個光纖封頭上可以裝1～3個。
使用時，通過樣品注入管向光纖封頭內(nèi)注入待測樣品或含有待測樣品的液體，待測樣品通過玻璃窗口與空心光纖端頭的空隙進入空心光纖，當(dāng)注滿液體樣品后封堵樣品注入管，使整個系統(tǒng)密封，空心光纖構(gòu)成液芯光纖。此時，空心光纖(毛細(xì)管)對光的折射率高于待測樣品的折射率。讓激光入射液芯光纖的一端，另一端測量其吸收光譜、熒光光譜、喇曼光譜等被“放大”光譜。若在兩光纖封頭的電極上接通電源(加電場)，則用于測量電場或電流作用下的待測樣品的吸收光譜、熒光光譜、喇曼光譜等光譜，以及各種光譜隨電場或電流變化的情況。
本發(fā)明由于在液芯光纖兩端加有電極，在光譜測量中可以在光纖兩端加電場，使液芯光纖內(nèi)產(chǎn)生電場或流有電流，從而可以測量待測樣品在電場或電流作用下的一些物理、化學(xué)、生物功能及變化。


圖1是本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
實施例1 結(jié)合圖1對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)進行說明。圖1中，1為空心光纖，2為電極，3為封頭外套，4為封頭的空心圓球部分，5為玻璃窗口，6為樣品注入管，7為銦、錫等灌封材料。封頭外套3包括一根玻璃管及中間帶有的空心圓球部分4，玻璃管的一端由玻璃窗口5密封，另一端插入空心光纖1后，用銦、錫等灌封材料7灌入玻璃管與空心光纖1之間使之密封?？招墓饫w1的端頭接近玻璃窗口5。樣品注入管6裝在空心圓球部分4上，可以跟封頭外套3的玻璃管相互垂直。電極2的半段插入在空心圓球部分4內(nèi)，另半段露出在空心圓球部分4外，并裝有接線柱。
光纖封頭有兩個，可以分別將空心光纖1的兩端密封，由入射光照射的玻璃窗口5是入射窗口，空心光纖1另一端的玻璃窗口5是出射窗口，在此接收待測光。
通過樣品注入管6向光纖封頭和空心光纖1內(nèi)注入液體樣品構(gòu)成液芯光纖；在液芯光纖兩端封頭的電極上接通電源，即可測量待測樣品在電場或電流作用下的一些物理、化學(xué)、生物功能及變化。
實施例2 列舉一個實例——測量溫度對熒光光譜強度的影響。
液體樣品由吡啶、硫酸鉀及蒸餾水組成，充入本發(fā)明的裝置中，形成長123cm的液芯光纖。此時，液體樣品折射率為1.50，光纖折射率為1.46。光纖用絕熱材料包裝，用兩只熱電偶測量光纖內(nèi)液體樣品和外部溫度，用He-Ne激光入射光纖一端，另一端的出射光經(jīng)透鏡聚焦后射入雙光柵單色儀，用冷卻的光電倍增管接收熒光信號，用光子計數(shù)器接收光譜強度(光子數(shù))。兩電極接直流高壓電源，電流穩(wěn)定一段時間，使光纖內(nèi)外兩只熱電偶所測溫度都穩(wěn)定后，讀出光纖內(nèi)液體溫度值，取出熱電偶，測量熒光光譜強度。
對多次測量的實驗數(shù)據(jù)進行處理，得到的結(jié)論是，光纖接收到的熒光光譜強度隨電流的變化而靈敏的變化；電流強度增大，熒光光譜強度降低，電流強度降低，熒光光譜強度增加；實驗結(jié)果與理論計算很好的符合。
用本發(fā)明的裝置研究溫度對熒光光譜強度的影響，實驗的技術(shù)方法是科學(xué)可行的，并能提高實驗靈敏度和實驗精度。用本發(fā)明的裝置測量其它物理、化學(xué)、生物功能及變化，也能取得理想的效果。
權(quán)利要求
1.一種電場中光纖光譜測量裝置，結(jié)構(gòu)是在空心光纖(1)的兩端各加裝一個光纖封頭，光纖封頭的封頭外套(3)是一根玻璃管及中間帶有空心圓球(4)的形狀；玻璃管的一端用玻璃封閉作為玻璃窗口(5)，另一端則插入空心光纖(1)后用銦、錫灌封材料(7)密封；樣品注入管(6)裝在封頭外套(3)的玻璃圓球上，其特征在于，在兩個空心圓球(4)上分別密封裝有電極(2)。
2.按照權(quán)利要求1所述的電場中光纖光譜測量裝置，其特征在于，所說的電極(2)是金屬導(dǎo)體，其中半段插入封頭外套(3)的空心圓球(4)內(nèi)，另半段在封頭外套的玻璃圓球(4)外，并裝有接線柱；電極在一個光纖封頭上裝1～3個。
全文摘要
本發(fā)明的電場中光纖光譜測量裝置屬光纖光譜的測量裝置。其結(jié)構(gòu)是在空心光纖(1)的兩端各加裝一個光纖封頭，光纖封頭的封頭外套(3)是一根玻璃管及中間帶有空心圓球(4)的形狀；玻璃管的一端為玻璃窗口(5)，另一端則插入空心光纖(1)后用銦、錫等灌封材料(7)密封；電極(2)和樣品注入管(6)裝在封頭外套(3)的玻璃圓球上。本發(fā)明可作為光譜儀的樣品室，不僅提高檢測的靈敏度，方便樣品更換，還能用于測量電場或電流作用下的樣品的吸收光譜、熒光光譜、喇曼光譜等光譜，以及各種光譜隨電場或電流變化的情況。
文檔編號G01N21/65GK1424564SQ02160799
公開日2003年6月18日 申請日期2002年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月28日
發(fā)明者高淑琴, 里佐威, 李占龍, 呂森, 黃保坤 申請人:吉林大學(xué)