渐逝场型光纤钯膜氢气传感器的研制

文中论述了渐逝场型光纤氢气传感器的传感结构和工作原理,并对传感头镀膜技术进行了仔细分析,由此确定出钯膜的最佳厚度以及膜厚控制方法。在此理论指导下,研制出渐逝场型光纤钯膜氢气传感器。经过气体浓度测试表明,氢气传感器输出的实验数据与理论分析结果符合较好,试验结果准确揭示了钯膜氢敏特性与膜厚的变化规律。

渐逝场荧光显微术的原理及应用

渐逝场荧光显微术是新发展起来的一种显微镜技术。该技术利用入射光在不同折射率的两种介质表面所产生的穿透极浅的渐逝波来激发并观察邻近界面的荧光团。渐逝场荧光显微术已在生命科学领域的研究中得到了广泛应用,比如观察出胞作用和入胞作用,对活细胞实时动态观测和对单个分子成像。

硅基光波导化学传感器研究

研究了基于硅基集成光波导的马赫-曾德干涉仪(MZI)型化学传感芯片的设计、制备及相关敏感特性的模拟和分析。传感芯片采用硅基二氧化硅光波导材料,利用与传统互补型金属氧化物半导体(CMOS)兼容的工艺技术制作。通过波导的单模设计以及对MZI结构的优化,获得了有效折射率分辨率达到10-7量级的高灵敏度传感芯片。作为化学传感器,把MZI的其中一臂设计成传感臂,并进行适当的表面修饰,可制作出高灵敏度的干涉型光波导化学传感器。最后,对该传感器的折射率分辨率、敏感特性等进行了分析、模拟,同时,对面临的关键问题进行了分析和讨论。

基于耦合分光可见度的光纤温度传感器

基于光纤耦合原理,利用耦合分光可见度概念,提出了一种新型的光纤温度传感器.其传感元件是由2根常规通信单模光纤熔融拉锥而成的光纤耦合器,将传感探头置于温度场中,传感器周围温度变化改变包层材料折射率,从而引起渐逝场分布变化导致能量在耦合器两臂中的重新分配,使输出耦合分光比(CR)相应发生变化.为提高传感器的性能,采用所定义的耦合分光可见度Vis来取代耦合CR,对CR和Vis的特性进行了分析、比较,验证了利用Vis作为光纤传感器的输出具有更高的灵敏度及信噪比.对该温度传感器在20～45 ℃的温度进行了测试,实验结果与理论分析具有良好的一致性.