基于亚波长悬浮芯光纤的高灵敏度气体传感器(英文)

数值分析了亚波长悬浮芯光纤在气体传感方面的应用。利用有限元法研究了相对灵敏度、有效模场面积、限制损耗与光纤参数包括纤芯直径和光纤材料折射率之间的关系。结果显示,相对灵敏度和限制损耗随着纤芯直径和光纤材料折射率的降低而增加。随着纤芯直径的减小,有效模场面积出现了先减小后增加的现象。增加包层孔直径能有效降低限制损耗,而相对灵敏度和有效模场面积保持不变。这些结果证明,亚波长悬浮芯光纤非常适合成为高灵敏度、大有效模场面积、低限制损耗的气体传感器。

Non-axisymmetric instability in the Taylor-Couette flow of fiber suspension

An analysis of the instability in the Taylor-Couette flow of fiber suspensions with respect to the non-axisymmetric disturbances was performed. The constitutive model proposed by Ericksen was used to represent the role of fiber additives on the stress tensor. The generalized eigenvalue equation governing the hydrodynamic stability of the system was solved using a direct numerical procedure. The results showed that the fiber additives can suppress the instability of the flow. At the same time, the non-axisymmetric disturbance is the preferred mode that makes the fiber suspensions unstable when the ratio of the angular ve- locity of the outer cylinder to that of the inner cylinder is a large negative number.

基于表面等离子体共振的4杆悬浮芯光纤折射率传感仿真分析

设计了一种小芯径的4杆悬浮芯光纤折射率检测传感器,并针对这种光纤模拟了三种不同的抛磨结构。通过在开放式的气孔中涂覆金膜来激发表面等离子体共振效应。采用有限元方法(FEM)分析了开放式悬浮芯光纤的表面等离子体传感特性,并研究了传感金属层和悬浮杆厚度对传感效果的影响。单孔抛磨结构和相对两孔抛磨结构的折射率检测范围为1.31~1.42,最大灵敏度分别为15000 nm/RIU(refractive index unit)和16000 nm/RIU,分辨率分别为6.7×10^(-6) RIU和6.25×10^(-6) RIU。相邻两孔抛磨结构的折射率检测范围为1.31~1.40,最大灵敏度可达20000 nm/RIU,分辨率可达5.0×10^(-6) RIU。此传感器在测量高折射率物质方面具有很好的性能,便于制备,将来有广阔的市场应用前景。

基于空气悬浮芯微结构光纤的高灵敏度荧光检测系统

当空心微结构光纤纤芯的尺寸和波长相近时,光在纤芯中的传输大大增强,并会在纤芯周围产生很强的倏逝场。报道了一种新型的纤芯直径仅为2μm的空气悬浮芯微结构光纤,该光纤通过薄片堆积法拉制而成,具有大倏逝场和微米级孔径的单元结构,在532nm波长处的损耗为0.16dB/cm,非常适合用于生化物质的传感探测。以该光纤作为传感探针,结合激光技术搭建了一套简易的荧光光谱探测系统,使用此系统对纳升量级的生物荧光标记材料CdTe/CdS/ZnS量子点进行荧光探测分析。利用该系统可探测荧光量子点的极限约为1nmol/L,相当于3.78×107个量子点,实现了高灵敏度、快速探测。基于空气悬浮芯微结构光纤的荧光检测系统为量子点标记的生物材料的灵敏检测提供了新的方法和思路。