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光纤表面等离子体波传感器的温度特性的研究 被引量:3
1
作者 曹振新 粱大开 郭明江 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期31-34,共4页
本文从粒子振动的角度讨论了光纤表面等离子体波传感器对于温度的敏感特性。对于金属 /介质的表面等离子体波传感器 ,在界面处产生的等离子体振动实质是大量电子的集体振荡。在某一特定的波长的P光激励下 ,电子吸收了光子的能量而改变... 本文从粒子振动的角度讨论了光纤表面等离子体波传感器对于温度的敏感特性。对于金属 /介质的表面等离子体波传感器 ,在界面处产生的等离子体振动实质是大量电子的集体振荡。在某一特定的波长的P光激励下 ,电子吸收了光子的能量而改变了原来的运动方式 ,当激励的光信号与电子群的固有振荡频率一致时 ,大量的电子振动变为一种谐振。由于界面处的电子密度与温度是密切相关的 ,不同的温度时密度不同———温度越高 ,电子的密度越大 ,而电子群的集体振荡又与电子的密度密切相关。所以温度的变化将对等离子体的共振频率产生非常重要的影响。利用了这一效应来补偿环境介质的温度变化 ,可以克服环境温度对测试所带来的影响。此外 ,本文也讨论了采用光纤SPW传感器可以进行多参数的测量。 展开更多
关键词 光纤表面等离子体波传感器 温度 温度补偿 多参数测量 等离子体
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光纤表面等离子体波传感器的理论研究 被引量:10
2
作者 曹振新 吴乐南 +1 位作者 王兴 戴戈 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期582-584,共3页
利用光纤表面等离子体共振 (SPR)技术设计了光纤表面等离子体波传感器 .该传感器与传统棱镜SPR传感器相比有很多优点 .由于引入了光纤结构 ,SPR传感器的计算变得相当复杂 .此前 ,由于不能准确计算 ,其设计主要依赖于经验 ,从而严重影响... 利用光纤表面等离子体共振 (SPR)技术设计了光纤表面等离子体波传感器 .该传感器与传统棱镜SPR传感器相比有很多优点 .由于引入了光纤结构 ,SPR传感器的计算变得相当复杂 .此前 ,由于不能准确计算 ,其设计主要依赖于经验 ,从而严重影响了所设计的传感器的性能 .根据光纤SPR传感器的特点 ,在一定条件下把斜线作为子午线来处理 ,推导了光纤SPR传感器中总反射系数的计算公式 ,实现了对光纤SPR传感器的理论计算过程 ,同时与实验结果进行了对比 ,结果表明理论计算结果与实验相吻合 ,从而为系统地分析光纤SPR传感器的性能提供了一个有效的手段 ,并且为实际设计光纤SPR传感器提供了理论依据 . 展开更多
关键词 物理光学 光纤传感器 表面等离子体共振
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光纤表面等离子体波传感器中共振波长的理论计算 被引量:3
3
作者 朱彩莲 曹振新 +1 位作者 吴乐南 杨洋 《传感技术学报》 CAS CSCD 2004年第1期136-139,共4页
光纤SPR传感器是一种新型传感器 ,可在多个领域实现远距离实时在线监测。根据表面等离子体波的共振条件计算了光纤SPR传感器的关键参数———共振波长 ,并且给出在一定条件下传感器的最大量程。为光纤SPR传感器的设计提供了有力的工具。
关键词 光纤SPR传感器 表面等离子体 共振 量程
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应用于折射率检测的光纤表面等离子体波传感器的研究
4
作者 邱浩 梁大开 +2 位作者 温卫东 杨红 陶宝祺 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2001年第1期26-27,共2页
光纤表面等离子体波传感器具有结构简单、灵敏度高等特点 ,在机敏结构中具有非常重要的应用前景。运用光纤表面等离子体波来测量折射率是一种简便、灵敏的方法 ,我们可以利用这一特性制作出通过检测折射率对复合材料进行固化检测的光纤... 光纤表面等离子体波传感器具有结构简单、灵敏度高等特点 ,在机敏结构中具有非常重要的应用前景。运用光纤表面等离子体波来测量折射率是一种简便、灵敏的方法 ,我们可以利用这一特性制作出通过检测折射率对复合材料进行固化检测的光纤表面等离子体波传感器。 展开更多
关键词 表面等离子体 光纤传感器 折射率
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D型环光子晶体光纤表面等离子体共振传感器
5
作者 刘旭安 杨克成 +3 位作者 胡新广 姜小刚 罗伟漩 陈达如 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期835-840,共6页
提出了一种中红外波段宽范围低折射率检测的D型环双芯光子晶体光纤表面等离子体共振传感器。该结构为一个D型环,并在其内外表面都沉积一层金属层。采用全矢量有限元方法分析了该传感器的性能。结果表明,该传感器可以在中红外波段实现低... 提出了一种中红外波段宽范围低折射率检测的D型环双芯光子晶体光纤表面等离子体共振传感器。该结构为一个D型环,并在其内外表面都沉积一层金属层。采用全矢量有限元方法分析了该传感器的性能。结果表明,该传感器可以在中红外波段实现低折射率传感,并具有高传感灵敏度特性。分析物的折射率可检测范围为1.20~1.38,平均波长灵敏度和最大波长灵敏度可分别达到13717 nm/RIU和21150 nm/RIU,分辨率可达到1.94×10^(-5) RIU。该传感器可在化学、生物以及环境检测等领域有重要的应用。 展开更多
关键词 光纤传感器 光子晶体光纤 表面等离子体共振 长灵敏度
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基于表面等离子体共振技术的光子晶体光纤传感器研究
6
作者 马韬 漆琦 乌日娜 《科学与信息化》 2024年第7期126-128,132,共4页
为了实现对待测介质折射率的高灵敏度检测,设计并研究了一种基于表面等离子体共振技术的光子晶体光纤折射率传感器。该传感器的内外空气孔呈正六边形排列,在包层外壁上涂覆银-石墨烯纳米薄膜,通过纤芯基模和表面等离子体模的耦合程度来... 为了实现对待测介质折射率的高灵敏度检测,设计并研究了一种基于表面等离子体共振技术的光子晶体光纤折射率传感器。该传感器的内外空气孔呈正六边形排列,在包层外壁上涂覆银-石墨烯纳米薄膜,通过纤芯基模和表面等离子体模的耦合程度来检测周围环境的折射率变化。研究表明,该传感器可以实现折射率在1.37~1.38范围内的检测,最高灵敏度可达40000nm/RIU,分辨率可达4.17×10-5RIU。 展开更多
关键词 光子晶体光纤 表面等离子体共振 折射率传感器
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基于表面等离子体共振的光子准晶体光纤甲烷氢气传感器 被引量:4
7
作者 刘强 赵锦 +7 位作者 孙宇丹 刘伟 王建鑫 刘超 吕靖薇 王诗淼 蒋宇 朱剑豪 《中国光学(中英文)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期174-183,共10页
设计了一种用于同时检测甲烷和氢气的基于表面等离子体共振(SPR)的新型光子准晶体光纤(PQF)传感器。在该传感器中,在银膜上分别沉积Pd-WO3和掺杂聚硅氧烷的笼型分子E薄膜作为氢气和甲烷的敏感材料。采用全矢量有限元方法对PQF-SPR传感... 设计了一种用于同时检测甲烷和氢气的基于表面等离子体共振(SPR)的新型光子准晶体光纤(PQF)传感器。在该传感器中,在银膜上分别沉积Pd-WO3和掺杂聚硅氧烷的笼型分子E薄膜作为氢气和甲烷的敏感材料。采用全矢量有限元方法对PQF-SPR传感器进行数值分析,结果证明该传感器具有良好的传感性能。在0%~3.5%的浓度范围内,氢气的最大检测灵敏度和平均灵敏度分别为0.8 nm/%和0.65 nm/%,甲烷的最大灵敏度和平均灵敏度分别为10 nm/%和8.81 nm/%。该传感器具有同时检测多种气体的能力,在设备小型化和远程监测方面具有很大的潜力。 展开更多
关键词 甲烷传感器 氢气传感器 表面等离子体共振 光子准晶体光纤
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太赫兹连续波成像及光子晶体光纤表面等离子体共振传感探究
8
作者 覃爱民 郭英 +2 位作者 王震 卢伟 骆冰倩 《中文科技期刊数据库(引文版)工程技术》 2024年第8期0135-0138,共4页
太赫兹连续波成像和光子晶体光纤表面等离子体共振传感技术是两个非常有前途和潜力的领域,它们可以为科学和工程社区提供重要的工具和技术,以推动创新和发展。本文主要围绕太赫兹(THz)连续波成像及光子晶体光纤表面等离子体共振传感展... 太赫兹连续波成像和光子晶体光纤表面等离子体共振传感技术是两个非常有前途和潜力的领域,它们可以为科学和工程社区提供重要的工具和技术,以推动创新和发展。本文主要围绕太赫兹(THz)连续波成像及光子晶体光纤表面等离子体共振传感展开论述,先后分析了THz连续波成像系统、大孔径微流体通道PCF-SPR传感、基于液芯PCF-SPR温度传感,最后还进行了实验分析,希望可以对提高相关领域的技术有所帮助。 展开更多
关键词 太赫兹连续成像 光子晶体光纤 表面等离子体共振 传感
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光纤表面等离子体波传感器中膜厚与共振波长关系的实验研究 被引量:23
9
作者 曹振新 梁大开 郭明江 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期125-128,共4页
利用表面等离子体共振效应 ,研究了金属镀层厚度对光纤表面等离子体波传感器的影响。在其它参量一定的情况下 ,不同金属膜层厚度的传感器对应着不同的共振波长 ,根据这一特性设计了分布式光纤表面等离子体波传感器。突出优点是能进行多... 利用表面等离子体共振效应 ,研究了金属镀层厚度对光纤表面等离子体波传感器的影响。在其它参量一定的情况下 ,不同金属膜层厚度的传感器对应着不同的共振波长 ,根据这一特性设计了分布式光纤表面等离子体波传感器。突出优点是能进行多点测量。 展开更多
关键词 光纤表面等离子体波传感器 共振 实验研究 金属镀层厚度 多点测量
原文传递
双侧抛D型光子晶体光纤表面等离子体温度传感器 被引量:2
10
作者 熊明强 黄勇林 詹平 《光通信技术》 2023年第2期23-27,共5页
为了降低传感器结构复杂度和提高传感器温度灵敏度,提出一种双侧抛D型、包层为正六边形和正八边形的光子晶体光纤表面等离子共振(SPR)温度传感器,利用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件分别研究了偏振方向、空气孔径、银膜厚度对传感... 为了降低传感器结构复杂度和提高传感器温度灵敏度,提出一种双侧抛D型、包层为正六边形和正八边形的光子晶体光纤表面等离子共振(SPR)温度传感器,利用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件分别研究了偏振方向、空气孔径、银膜厚度对传感器的性能影响,找出各项数据的最优值,并以此为基础对传感器的温度传感特性进行了分析。仿真结果表明:在x偏振方向模式下,当包层空气孔d1=1μm、d2=0.5μm,金属银膜厚度tAg=35 nm时,传感器的性能最优,在0~120℃时传感器的温度灵敏度最高可达-7.99 nm/℃。 展开更多
关键词 光子晶体光纤 表面等离子体 有限元法 温度传感器
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准分布式光纤表面等离子体波传感器 被引量:15
11
作者 曾捷 梁大开 +1 位作者 杜艳 曾振武 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期243-248,共6页
研究了一种基于波分复用原理的准分布式光纤表面等离子体波传感器。应用光波导理论和多层膜反射理论分析了表面等离子体波效应在同一光纤探头中连续被激励的原理及其传感模型。通过数值模拟和相应实验分别考察了蒸镀调制层对表面等离子... 研究了一种基于波分复用原理的准分布式光纤表面等离子体波传感器。应用光波导理论和多层膜反射理论分析了表面等离子体波效应在同一光纤探头中连续被激励的原理及其传感模型。通过数值模拟和相应实验分别考察了蒸镀调制层对表面等离子体波共振(SPR)效果的影响,并在此基础上给出了设计的一般步骤和原则。实验结果表明,蒸镀不同厚度的Ta2O5薄膜将导致表面等离子体波共振光谱发生偏移,且随着膜厚增加而逐渐发生红移;当液体折射率no处于1.333~1.388之间时,蒸镀有Ta2O5薄膜的光纤表面等离子体波传感器波长灵敏度达到2235nm/RIU(Refractive Index Unit);通过在一支光纤探头上依次加工两个表面等离子体波传感区域,实现了对光波信号的连续调制。 展开更多
关键词 光纤光学 表面等离子体共振传感器 准分布式 Ta2O3薄膜
原文传递
多通道光纤表面等离子体波共振传感器研究 被引量:3
12
作者 曾捷 梁大开 +2 位作者 张晓丽 万艳 曾建民 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期508-513,共6页
研究了一种采用2×n型特种耦合器构建的多通道光纤表面等离子体波共振(SPR)传感器模型。应用空分复用原理和多层膜反射理论分析了SPR共振效应在若干光纤探针中连续被激励的基本原理。数值模拟和实验结果表明,研制的双通道光纤SPR探... 研究了一种采用2×n型特种耦合器构建的多通道光纤表面等离子体波共振(SPR)传感器模型。应用空分复用原理和多层膜反射理论分析了SPR共振效应在若干光纤探针中连续被激励的基本原理。数值模拟和实验结果表明,研制的双通道光纤SPR探针能够达到与常规单通道探针相同的检测灵敏度。这种新型多通道传感模型的特点在于,各通道探针特性可根据待测检测目标进行选择替换,通道数目可以根据实际待测参量进行调节,并适用于对处于不同空间位置目标液体参量进行检测的情况。 展开更多
关键词 光纤光学 表面等离子体共振 多通道 液体介质
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表面等离子体波光纤传感器应用于复合材料固化监测的研究 被引量:1
13
作者 梁大开 邱浩 《光学技术》 CAS CSCD 2003年第2期185-187,共3页
对适用于机敏结构的表面等离子体波光纤传感器进行了初步的研究。将这种光纤传感器埋入复合材料结构就构成了所谓机敏结构。这种机敏结构既可进行复合材料的固化监测,又可进行应变检测。有利于传感器数量的减少和布置的简化,减少了传感... 对适用于机敏结构的表面等离子体波光纤传感器进行了初步的研究。将这种光纤传感器埋入复合材料结构就构成了所谓机敏结构。这种机敏结构既可进行复合材料的固化监测,又可进行应变检测。有利于传感器数量的减少和布置的简化,减少了传感元件的埋入对结构本身性能的影响。可以充分发挥光纤传感器对结构进行全过程监测的优点,具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 复合材料 固化监测 光纤传感器 表面等离子体 机敏结构
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光纤表面等离子体共振传感器研究进展 被引量:12
14
作者 江秀明 陈志春 +1 位作者 杨绍明 林贤福 《传感技术学报》 CAS CSCD 2003年第1期74-77,共4页
以光纤传输技术和表面等离子体共振技术有机结合的光纤表面等离子体共振传感器 ,是实现微量生物和化学活性物质定量测定的重要技术之一。介绍了表面等离子体共振的基本原理。
关键词 表面等离子体共振 光纤 传感器 化学传感器 生物传感器
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表面等离子体共振类熊猫型光子晶体光纤传感器 被引量:7
15
作者 邴丕彬 姚建铨 +3 位作者 黄晓慧 陆颖 邸志刚 杨鹏飞 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2011年第7期784-787,共4页
分析了基于表面等离子体共振类熊猫型的光子晶体光纤传感器,采用基于全矢量有限元法(FEM)对光纤模式进行了数值计算,在各向异性完美匹配层(PML)边界条件下,求解模场的有效折射率。讨论了各个参量的尺寸对传感的影响。计算表明,激发的等... 分析了基于表面等离子体共振类熊猫型的光子晶体光纤传感器,采用基于全矢量有限元法(FEM)对光纤模式进行了数值计算,在各向异性完美匹配层(PML)边界条件下,求解模场的有效折射率。讨论了各个参量的尺寸对传感的影响。计算表明,激发的等离子体对环境介质折射率的变化非常敏感,所设计传感器最大光谱灵敏度达到2μm/R IU,若光谱仪的分辨率为10 pm,则传感器的分辨率可以达到5×10-6R IU。 展开更多
关键词 表面等离子体共振 光子晶体光纤 传感器 折射率
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基于表面等离子体共振和定向耦合的D形光子晶体光纤折射率和温度传感器 被引量:19
16
作者 施伟华 尤承杰 吴静 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第22期278-283,共6页
利用光子晶体光纤结构的灵活性和性能的优越性,设计了一种基于D形光子晶体光纤的折射率和温度传感器.在D形光子晶体光纤表面抛磨并镀上金纳米薄膜,作为表面等离子体共振传感通道用来测量液体折射率;在包层的一个空气孔中填充温敏液体甲... 利用光子晶体光纤结构的灵活性和性能的优越性,设计了一种基于D形光子晶体光纤的折射率和温度传感器.在D形光子晶体光纤表面抛磨并镀上金纳米薄膜,作为表面等离子体共振传感通道用来测量液体折射率;在包层的一个空气孔中填充温敏液体甲苯,作为定向耦合通道实现对温度的测量.进一步的数值计算发现,基于定向耦合效应的温度传感和基于表面等离子体共振的折射率传感相互独立,D形光子晶体光纤同时进行折射率和温度传感检测.在各向异性的完美匹配层边界条件下利用全矢量有限元法对该传感器特性进行了数值研究,发现D形光子晶体光纤的空气孔直径决定了定向耦合吸收峰的中心波长和温度传感的灵敏度,金薄膜的厚度和D形结构的抛磨深度仅影响表面等离子体共振峰的相对强度.结果表明:该传感器在-10—80℃的温度范围内具有11.6 nm/℃的温度灵敏度,在1.34—1.44折射率范围内折射率灵敏度最高可达26000 nm/RIU. 展开更多
关键词 光子晶体光纤传感器 表面等离子体共振 定向耦合 双参量
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微结构光纤表面等离子体共振传感器研究 被引量:2
17
作者 闫培光 邢凤飞 +1 位作者 阮双琛 李乙钢 《深圳大学学报(理工版)》 EI CAS 北大核心 2009年第1期16-19,共4页
采用有限元法模拟微结构光纤表面等离子体共振传感器.计算其共振波长和强度,为证实表面等离子体共振的产生,对比不同位置处传导模的分布.环形大孔中液体样品的折射率提高后,共振波长向长波移动,且共振峰值强度增大.该微结构光纤表面等... 采用有限元法模拟微结构光纤表面等离子体共振传感器.计算其共振波长和强度,为证实表面等离子体共振的产生,对比不同位置处传导模的分布.环形大孔中液体样品的折射率提高后,共振波长向长波移动,且共振峰值强度增大.该微结构光纤表面等离子体传感器对折射率变化的灵敏度达到10-4. 展开更多
关键词 表面等离子体共振 微结构光纤 传感器 折射率 共振
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基于双芯光子晶体光纤的中红外表面等离子体共振低折射率传感器 被引量:6
18
作者 郝丹 王建帅 +3 位作者 解宇恒 朱可 薛壮壮 裴丽 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期140-147,共8页
为了在中红外区域实现气凝胶、七氟醚(麻醉剂重要成分)等物质的折射率检测,拓展折射率检测范围,提出了一种基于双芯光子晶体光纤的表面等离子体共振低折射率传感器.光子晶体光纤由两种大小不同的空气孔围绕中心气孔构成,通过对光纤抛磨... 为了在中红外区域实现气凝胶、七氟醚(麻醉剂重要成分)等物质的折射率检测,拓展折射率检测范围,提出了一种基于双芯光子晶体光纤的表面等离子体共振低折射率传感器.光子晶体光纤由两种大小不同的空气孔围绕中心气孔构成,通过对光纤抛磨,最外侧大空气孔直接与待测物质接触,实现基于金属外涂覆的折射率实时测量.采用全矢量有限元法对该传感器的理论模型进行分析,结果表明,在1.12~1.37折射率范围内,传感器的共振波长位于中红外区域2505~3181nm,最高灵敏度为12000nm/RIU,分辨率为8.33×10^-6.该传感器利用中红外波段实现了低折射率检测,并且获得了超宽的检测范围和较高的灵敏度,在化工检测、生物医学传感以及水环境监测等领域具有广泛的应用前景. 展开更多
关键词 光纤传感 表面等离子体共振 有限元法 光子晶体光纤 折射率传感器
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光纤表面等离子体共振传感器敏感膜的仿真研究 被引量:2
19
作者 刘超 孙祺 《科学技术与工程》 北大核心 2012年第17期4171-4173,共3页
为了研究光纤表面等离子体共振传感器的传感特性,利用TFCalc软件仿真研究光纤表面等离子体共振(SPR)传感器的反射光谱特性,分别考查敏感膜为Au膜、Ag膜、Al膜和Cu膜对反射光谱特性的影响。仿真结果表明,Au膜和Ag膜有较高的灵敏度,Al膜... 为了研究光纤表面等离子体共振传感器的传感特性,利用TFCalc软件仿真研究光纤表面等离子体共振(SPR)传感器的反射光谱特性,分别考查敏感膜为Au膜、Ag膜、Al膜和Cu膜对反射光谱特性的影响。仿真结果表明,Au膜和Ag膜有较高的灵敏度,Al膜和Cu膜厚度分别在10 nm和30 nm有较明显的共振现象。 展开更多
关键词 表面等离子体共振 光纤传感器 敏感膜
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光纤表面等离子体共振传感器Al膜氧化的仿真研究
20
作者 刘超 孙祺 《科学技术与工程》 北大核心 2012年第16期3993-3994,4004,共3页
为了研究光纤表面等离子体共振传感器的传感特性,利用TFCalc软件仿真研究光纤表面等离子体共振(SPR)传感器的反射光谱特性。考查了敏感膜为Al膜及被氧化的Al膜对反射光谱特性的影响。仿真结果表明,Al膜的被氧化程度对反射光谱的影响较大... 为了研究光纤表面等离子体共振传感器的传感特性,利用TFCalc软件仿真研究光纤表面等离子体共振(SPR)传感器的反射光谱特性。考查了敏感膜为Al膜及被氧化的Al膜对反射光谱特性的影响。仿真结果表明,Al膜的被氧化程度对反射光谱的影响较大,对光纤表面等离子体共振传感器的灵敏度影响也较大。 展开更多
关键词 表面等离子体共振 光纤传感器 敏感膜氧化
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