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复旦大学采用光强检测SPR传感方式 提高传感器检测精度

仪表研发 2017年06月20日 08:27:27 来源:中国光学期刊网人气:15496
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  【仪表网 仪表研发】近日,复旦大学朱晓松博士课题组提出采用光强检测SPR传感方式,利用单色光的入射并检测传感器的输出光强与折射率的关系,在灵敏度与波长检测型传感器相当的条件下,检测精度和分辨率提升了2个数量级。具体研究成果发表在光学学报第六期。
 

 
  空芯光纤SPR传感器结构图(基管材料是石英玻璃,所镀金属膜材料为银,内部空腔为高折射率待检测液体的流动空间)
 
  实验中搭建的实验装置,上半部分虚线框内为测量SPR传输光谱的实验系统,采用宽谱光源卤钨灯和光谱仪,应用于波长检测型的SPR传感实验。卤钨灯发出的宽谱光通过多模光纤耦合进入空芯光纤SPR传感器中,再通过多模光纤跳线导入光谱仪中(iHR550,Horiba),从而得到传输光谱。待测液体在蠕动泵的作用下通过两个专门制作的液路光路耦合接口器件泵入和泵出空芯光纤,待测液体为在400~800nm波段透明的不同浓度的甲基苯基硅油与煤油的混合溶液。
 
搭建的实验装置
 
  下半部分虚线框内为用于强度检测的SPR传感实验系统,光源为波长532nm的单色半导体激光,经多模光纤跳线耦合入空芯光纤,采用光功率计(NOVA Ⅱ,OPHIR)测量输出光强。记录并分析输出光强与光纤内充入液体的折射率之间的关系,即可获得空芯光纤SPR传感器在强度检测模式下的性能。
 
  实验采用的空芯光纤SPR传感器在其线性工作区域(折射率检测范围1.55~1.57)内,高分辨率达到了5.5*10-6 RIU,相比于波长检测型空芯光纤SPR传感器,分辨率提高了2个数量级。
 
  研究人员表示后续将采用多个不同波长的激光同时检测的方式来实现在不更换空芯光纤的情况下扩大传感器检测范围。
 
  (原标题:研究人员将传感器的检测精度提高100倍 )
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