[发明专利]触点式在体光纤光谱探针及制作方法

说明书

本发明提供的是一种触点式在体光纤光谱探针及制作方法。包括同轴双通道光纤，所述同轴双通道光纤通过研磨在端面形成旋转对称反射光学结构，同轴双通道光纤的环形芯用于传输激发光，激发光传输至同轴双通道光纤的端面被旋转对称反射光学结构全反射，汇聚于光纤端面的中心处，形成一个微米尺度的激发光斑，激发光斑能与同轴双通道光纤端面触点处的物质相互作用产生荧光或拉曼信号光，所产生的后向荧光或拉曼信号光经由同轴的中间芯收集，传输回到光谱仪中分析。本发明具有尺寸小、空间分辨率高、实现触点处的物质局域荧光光谱和拉曼光谱的测量，特别适合于介入测量和活体组织的在体细胞及其内部物质的光谱测量。

技术领域

本发明涉及的是一种光纤光谱探针，本发明也涉及一种光纤光谱探针的制作方法。

背景技术

荧光光谱和拉曼散射光谱在生物医学上具有重要的应用，其光谱能够提供关于组织在分子水平组成部分的信息。研究表明，由于疾病的产生过程中伴随着组织细胞内的物质的化学变化，而荧光光谱和拉曼光谱学能够提供组织大多数化学组成的详细信息，因此细胞和组织的荧光光谱和拉曼光谱能提供给医师有价值的诊断信息。比如说，E B Hanlon等人报道了拉曼光谱学能用于血液监控中，能够对血液进行实时检测；它也可能被应用于无创或微创的活体组织的实时诊断中；它还能够用于检测像在冠状动脉疾病和老年痴呆症一样的不易由切片检查法诊断的疾病，或者用于像在乳腺癌这样的，由于很高的错误阳性筛选检测而导致的不必要的切片检查过程的疾病当中(Physics in medicine andbiology,2000,45(2):R1)。孟涛等人在2007年报道了利用组织的荧光光谱来区分鉴定直肠癌细胞和正常直肠细胞，但其采用的是组织切片的采样方法(光谱学与光谱分析,2007,27(6):1156-1160.)。

由于光能够通过光纤快速地传播、收集，而光纤又能合并于导管、内窥镜、插管和针头，因此光纤探针的研制和发展决定了拉曼光谱学能在活体中实时检测的应用情况。

为了精确地实现活体细胞、组织的荧光光谱或拉曼光谱诊断的准确性，使活体细胞、组织的光谱的研究提升到在体单细胞内部的分子水平的程度，在技术上必须解决的两个问题是：

(1)由于细胞的大小在微米尺度，因而光谱的激发光斑只有处于该微纳尺度区域，才能实现空间的高精度分辨；

(2)需要构造尺寸更加小巧、便于实现活体组织的在体介入光学探头结构，从而实现活体的在体细胞、组织的荧光光谱或拉曼光谱测量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于实现无创或微创在体细胞组织的荧光光谱或拉曼光谱的激发和信息获取的触点式在体光纤光谱探针。本发明的目的还在于提供一种触点式在体光纤光谱探针的制作方法。

本发明的触点式在体光纤光谱探针包括同轴双通道光纤，所述同轴双通道光纤通过研磨在端面形成旋转对称反射光学结构，同轴双通道光纤的环形芯用于传输激发光，激发光传输至同轴双通道光纤的端面被旋转对称反射光学结构全反射，汇聚于光纤端面的中心处，形成一个微米尺度的激发光斑，激发光斑能与同轴双通道光纤端面触点处的物质相互作用产生荧光或拉曼信号光，所产生的后向荧光或拉曼信号光经由同轴的中间芯收集，传输回到光谱仪中分析。

本发明的触点式在体光纤光谱探针还可以包括：

1、同轴双通道光纤通过与普通的单模光纤熔融拉锥将激发光耦合至环形芯中。

2、所述同轴双通道光纤包括一个环形波导纤芯和一个圆形波导纤芯，圆形波导纤芯位于光纤中心，环形芯波导纤芯位于圆形波导纤芯外侧，两波导同轴分布。

3、所述旋转对称反射光学结构是先对同轴双通道光纤的光纤端进行研磨，形成旋转对称的锥台结构，然后对所述锥台结构进行弧面优化研磨，形成旋转对称弧形锥台结构。

本发明的触点式在体光纤光谱探针的制作方法为：

步骤一：锥体粗磨