1 复旦大学信息科学与工程学院, 上海 200433
2 复旦大学电磁波信息科学教育部重点实验室, 上海 200433
提出了一种新型的基于金属-介质-金属的多层膜结构的空芯光纤折射率传感器,通过建立光学模型计算了该传感器的传输光谱。对介质膜材料分别为二氧化硅、环烯烃聚合物和碘化银时的传感器性能进行了分析。当空芯光纤内部检测液体折射率处于不同范围时,所设计的传感器分别利用导模共振、表面等离子体共振以及波导耦合表面等离子体共振的原理进行传感。相比于传统的空芯光纤传感器,所提的传感器不仅检测范围超大(1.3~1.64,几乎覆盖了全部液体介质的折射率)而且品质因数提高了一倍。
光纤光学 空芯光纤 多层膜 表面等离子体共振
提出了基于光强检测方式的空芯光纤表面等离子体共振(SPR)传感器。采用波长为532 nm的激光作为光源,对所设计传感器的性能进行了研究, 并采用光传输模型对传感器的性能进行了理论分析, 所得理论结果与实验结果相符。传感器在线性区的最高灵敏度和最佳分辨率分别达到8380.3 μW/RIU和5.5×10－6 RIU。相比于波长检测型空芯光纤SPR传感器, 所提传感器的分辨率提高了2个数量级, 且实验系统简单, 有利于器件的进一步小型化。
传感器 空芯光纤 光强检测 表面等离子体共振
设计了一种基于表面等离子体共振原理，使用空芯光纤作为光波导、外表面镀金属膜的光学材料圆柱体作为探头的新型折射率传感器。通过建立光学模型进行分析，在理论上推导出了这种传感器的传输光谱损耗公式，并针对该传感器在不同的光纤长度、探头材料、检测物质折射率等参数设置下的检测性能进行了分析，获得了各种参数对其性能的影响。由于该传感器可针对不同折射率的检测物质灵活地更换合适探头材料，相对于传统的表面等离子体共振光纤传感器，在易用性和性价比等方面具有更好的应用价值。
传感器 光纤光学 表面等离子体共振 空芯光纤
Author Affiliations
Abstract
1 Graduate School of Engineering, Osaka University 2-1 Yamadaoka, Suita, Osaka 565-0871, Japan
2 Research Institute of Nuclear Engineering, University of Fukui 3-9-1 Bunkyo, Fukui, Fukui 910-8507, Japan
3 Institute for Chemical Research, Kyoto University Gokasho, Uji, Kyoto 611-0011, Japan
Since numerous characteristic absorption lines caused by molecular vibration exist in the midinfrared (MIR) wavelength region, selective excitation or selective dissociation of molecules is possible by tuning the laser wavelength to the characteristic absorption lines of target molecules. By applying this feature to the medical fields, less-invasive treatment and non-destructive diagnosis with absorption spectroscopy are possible using tunable MIR lasers. A high-energy nanosecond pulsed MIR tunable laser was obtained with difference-frequency generation (DFG) between a Nd:YAG and a tunable Cr:forsterite lasers. The MIR-DFG laser was tunable in a wavelength range of 5.5–10μm and generated laser pulses with energy of up to 1.4mJ, a pulse width of 5 ns, and a pulse repetition rate of 10 Hz. Selective removal of atherosclerotic lesion was successfully demonstrated with the MIR-DFG laser tuned at a wavelength of 5.75 μm, which corresponds to the characteristic absorption of the ester bond in cholesterol esters in the atherosclerotic lesions. We have developed a non-destructive diagnostic probe with an attenuated total reflection (ATR) prism and two hollow optical fibers. An absorption spectrum of cholesterol was measured with the ATR probe by scanning the wavelength of the MIR-DFG laser, and the spectrum was in good agreement with that measured with a commercial Fourier transform infrared spectrometer.
Mid-infrared tunable laser difference-frequency generation selective treatment attenuated total reflection spectroscopy hollow optical fiber Journal of Innovative Optical Health Sciences
2010, 3(4): 285–292
天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300072
基于空心光纤构建微管生物传感器，进行了空心光纤的回音壁谐振模（WGM）理论分析，阐述了基于折射率变化检测的微管生物传感器工作原理。采用ZF13棱镜通过倏逝场耦合成功激发了微管的回音壁谐振模。利用不同浓度的乙醇水溶液初步展示了微管生物传感器回音壁谐振模谐振波长对折射率的敏感性，在1555.0 nm谐振波长处，当入射光角度为45°时，获得2.2 nm/RIU(RIU为折射率单元)的传感灵敏度，在入射光角度为36°时，获得21.2 nm/RIU的传感灵敏度。
传感器 生物传感器 空心光纤 回音壁谐振模 折射率
1 南京航空航天大学航空科技与智能材料结构重点实验室,南京,210016
2 总参第63研究所,南京,210007
对空心光纤的结构特点做了细致的分析,采用迅衰波场的概念来解释空心光纤纤芯与空心处的传光损耗.同时对空心光纤的衰减特性做了实验研究,得到了空心光纤的衰减常数,并且应用于断裂测量.最后,对空心光纤弯曲、拉伸、压缩等机械性能作了实验研究并做出了解释,为空心光纤应用打下了基础.
空心光纤 衰减 弯曲 hollow optical fiber attenuation bending
1 西安武警工程学院,通讯工程系,陕西,西安,710086
2 西安应用光学研究所,陕西,西安,710065
介绍一种采用环烯烃聚合物镀膜的中空光纤结构,阐述其传输特性,说明其使用特点,指出它在工业和医疗等领域中的应用前景.
中空光纤 CO2激光 Er∶YAG激光 环烯烃聚合物 hollow optical fiber Er∶YAG laser CO2l
1 The Laboratory for Quantum Optics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800
2 Department of Physics, Suzhou University, Suzhou 215006
Chinese Journal of Lasers B
1998, 7(2): 108
