Применение лазерной и волоконно-оптической технологий при создании биосенсорных устройств

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

”ПОЛЕССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ“

Кафедра биотехнологии

Реферат

Применение лазерной и волоконно-оптической технологий при создании биосенсорных устройств

Студент

Биология (по направлениям),

3 курса, группа 16БТ-1                    ___________                      Гречная Е.Д.

Проверил ассистент                          ___________                      Подольский Д.Э.

ПИНСК, 2019

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ        3

ГЛАВА 1         СОЗДАНИЕ ДАТЧИКОВ НА ОСНОВЕ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН        4

1.1 Оптические датчики регистрации тест-реакции        4

1.2 Волоконно-оптические измерительные преобразователи        5

1.3 Волоконно-оптические инфракрасные измерительные преобразователи        5

1.4 Поверхностный плазмонный резонанс        6

ГЛАВА 2         ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛАЗЕРНЫХ И ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ СОЗДАНИИ БИОСЕНСОРНЫХ СИСТЕМ        7

2.1 Сенсоры, использующие явление поверхностного плазменного резонанса (ППР) и пучка света в лазере        7

2.2 Люминометрия. Флуоресцентные преобразователи        8

2.3 Денситометрия,нефелометрия,турбидиметрия        9

2.4 Спектрофотометрия. Колориметрия        10

2.5 Флуктуационные и флуктуационно-корреляционные преобразователи        11

2.6 Нановолокна и их применение        12

ЗАКЛЮЧЕНИЕ        12

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ        13

ВВЕДЕНИЕ

Развитие оптических сенсоров стало возможным с появлением лазерных технологий и оптических волокон для видимого диапазона. Недавние достижения связаны с расширением спектрального диапазона, включающего волоконно-оптические сенсоры в УФ, ближнем и среднем ИК-диапазонах.

ВОСП – это совокупность оптических устройств и оптических линий передачи, обеспечивающая формирование, обработку и передачу оптических сигналов. Физической средой распространения оптических сигналов являются волоконно-оптические или, просто, оптические кабели и создаваемые на их основе волоконно-оптические линии связи (ВОЛС). Совокупность ВОСП и ВОЛС образует волоконно-оптическую линию передачи (ВОЛП).

Изначальной и главной целью разработки оптических волокон было обеспечение ими оптических систем связи. Тем не менее в 1970-е годы, когда в технике оптических волокон применительно к оптическим системам связи были достигнуты уже значительные успехи и было оказано влияние волокон на развитие волоконно-оптических датчиков.

Оптическое волокно обычно бывает одного из двух типов: одномодовое, в котором распространяется только одна мода (тип распределения передаваемого электромагнитного поля), и многомодовое – с передачей множества (около сотни) мод. Конструктивно эти типы волокон различаются только диаметром сердечника – световедущей части, внутри которой коэффициент преломления чуть выше, чем в периферийной части – оболочке.

ГЛАВА 1

СОЗДАНИЕ ДАТЧИКОВ НА ОСНОВЕ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН

Первые попытки создания датчиков на основе оптических волокон можно отнести к середине 1970-х годов. Публикации о более или менее приемлемых разработках и экспериментальных образцах подобных датчиков появились во второй половине 1970-х годов. Однако считается, что этот тип датчиков сформировался как одно из направлений техники только в начале 1980-х годов. Тогда же появился и термин "волоконно-оптические датчики" (optical fiber sensors). Таким образом, волоконно-оптические датчики — очень молодая область техники.