作者单位
摘要
1 西北大学物理学院,陕西 西安 710127
2 陕西省油气资源光纤探测工程技术研究中心,陕西 西安 710065
提出了一种基于光纤超声传感技术的岩石含水率检测新方法。在实验中,以压电换能器(PZT)发出的1 MHz超声波作为声源,采用超声波透射法,通过刻写在细芯光纤中的一对光纤光栅检测岩石的超声波信息(包括时域以及频域的结果),并与相同条件下的PZT接收结果进行比较。随着岩石含水率的增加,光纤传感器表现出与PZT相似的响应趋势,且测得的含水率绝对偏差较小,充分证明了光纤探测岩石含水信息的可行性和优越性。
光纤光学 红砂岩 含水率 超声波 光纤检测 
光学学报
2024, 44(8): 0806003
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Optoelectronic Science and Technology for Medicine of Ministry of Education, Fujian Provincial Key Laboratory of Photonics Technology, Fujian Normal University, Fuzhou, Fujian 350007, P. R. China
2 Department of Gastrointestinal Surgery, Fujian Provincial Hospital, Fuzhou, Fujian 350013, P. R. China
Singlet oxygen (1O2) is the main cytotoxic substance in Type II photodynamic therapy (PDT). The luminescence of 1O2 at 1270nm is extremely weak with a low quantum yield, making the direct detection of 1O2 at 1270nm very challenging. In this study, a set of highly sensitive optical fiber detection system is built up to detect the luminescence of photosensitized 1O2. We use this system to test the luminescence characteristics of 1O2 in pig skin tissue ex vivo and mouse auricle skin in vivo. The experimental results show that the designed system can quantitatively detect photosensitized 1O2 luminescence. The 1O2 luminescence signal at 1270nm is successfully detected in pig skin ex vivo. Compared with RB in an aqueous solution, the lifetime of 1O2 increases to 17.4±1.2μs in pig skin tissue ex vivo. Experiments on living mice suggest that an enhancement of 1O2 intensity with the increase of the TMPyP concentration. When the dose is 25mg/kg, the vasoconstriction can reach more than 80%. The results of this study hold the potential application for clinical PDT dose monitoring using an optical fiber detection system.Singlet oxygen (1O2) is the main cytotoxic substance in Type II photodynamic therapy (PDT). The luminescence of 1O2 at 1270nm is extremely weak with a low quantum yield, making the direct detection of 1O2 at 1270nm very challenging. In this study, a set of highly sensitive optical fiber detection system is built up to detect the luminescence of photosensitized 1O2. We use this system to test the luminescence characteristics of 1O2 in pig skin tissue ex vivo and mouse auricle skin in vivo. The experimental results show that the designed system can quantitatively detect photosensitized 1O2 luminescence. The 1O2 luminescence signal at 1270nm is successfully detected in pig skin ex vivo. Compared with RB in an aqueous solution, the lifetime of 1O2 increases to 17.4±1.2μs in pig skin tissue ex vivo. Experiments on living mice suggest that an enhancement of 1O2 intensity with the increase of the TMPyP concentration. When the dose is 25mg/kg, the vasoconstriction can reach more than 80%. The results of this study hold the potential application for clinical PDT dose monitoring using an optical fiber detection system.
Singlet oxygen photodynamic therapy optical fiber detection system vasoconstriction 
Journal of Innovative Optical Health Sciences
2022, 15(6): 2240011
作者单位
摘要
山东大学信息科学与工程学院, 山东 青岛 266237

鬼成像是一种具有双臂结构的新型成像技术,一路利用无空间分辨能力的探测器接收与物体相互作用的光束,另一路用于记录原始光场的空间分布。鬼成像通过多次测量对二者进行关联运算,即可重构出目标物体的空间强度信息,因此受到了研究人员的广泛关注。最近,基于光的时空二元性,鬼成像从空域扩展到时域,时域鬼成像被提出并得以验证。由于使用低速探测器可以探测到高速信号,时域鬼成像逐步发展为一种高速光信号探测方法。此外,许多基于时域鬼成像的信息安全和传输方案也被相继提出。主要介绍时域鬼成像技术的基本原理及应用的发展历程,并着重介绍了其在长距离光纤探测、超快信号探测、信息安全以及提升相机帧率中的应用工作。

量子光学 时域鬼成像 光纤探测 超快信号探测 信息安全 相机帧率 
中国激光
2021, 48(12): 1212001
高静 1,*韩光 2,3卢启鹏 4
作者单位
摘要
1 燕山大学 理学院 河北省微结构材料物理重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
2 河北建材职业技术学院 机电工程系, 河北 秦皇岛 066004
3 燕山大学 机械工程学院, 河北 秦皇岛 066004
4 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室, 长春 130033
为了研究近红外光在皮肤组织中的传播, 建立了人体皮肤组织模型, 包括不同入射波长下表皮、真皮、皮下组织的吸收系数、散射系数、折射率和各向异性因子.结合皮肤组织的光学性质, 采用蒙特卡罗方法分析了1 000~1 900 nm范围内, 光源-探测距离不同时近红外光在皮肤组织中的传播过程和分布特点.结果表明:光子运动路径长度和穿透深度均随光源-探测距离的增加而变大, 而漫反射归一化能量随光源-探测距离的增加而变小.选取光源-探测距离为0.45 mm, 当入射波长为1 550 nm时, 光子运动路径长度为1.806 mm, 穿透深度为0.467 mm, 漫反射光归一化能量为0.001 85.根据蒙特卡罗模拟结果, 分析和设计了一种光纤探测结构, 这种分叉光纤束由18根光源光纤和4根探测光纤构成, 每根光纤间距均为0.45 mm并且刚好紧凑相邻.最后, 仿真计算了光纤收集到的漫反射光能量及照度分布.假设入射光功率为1 W, 则探测器接收的漫反射光功率为0.598 mW, 这为便携式检测光谱仪器的设计提供了参考.
光传播 光纤探测 蒙特卡罗模拟 皮肤组织 近红外光谱技术 光学性质 血糖检测 模型建立 Light propagation Optical fiber detection Monte Carlo simulation Skin tissue Near infrared spectroscopy Optical properties Blood glucose detection Model buildings 
光子学报
2018, 47(1): 0129002
作者单位
摘要
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室,微系统技术重点实验室, 上海 200050
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中船重工远舟(北京)科技有限公司, 北京 100861
为实现微型化、抗电磁干扰、可长时间工作和可远距离传输的加速度传感器,提出了一种基于微机电系统(MEMS)非对称扭镜结构的光纤加速度计设计方案,并利用对角度变化非常敏感的双光纤准直器对扭镜的扭转角度变化进行检测。MEMS光纤加速度计由MEMS非对称扭镜结构、驱动电极和双光纤准直器等组成。分析了器件的加速度敏感原理和光纤检测原理,介绍了器件综合设计考虑,并给出了器件的结构参数。利用MEMS加工技术成功制作了MEMS光纤加速度计样品。对加速度计进行了实验测试,加速度计的输出实验值与理论值吻合。测试结果表明,该加速度计量程为±2g,带宽为600 Hz,分辨率优于10-4g,且具有良好的线性度和重复性。该 MEMS光纤加速度计将MEMS敏感结构与光纤检测相结合,兼备了两者的优点,结构紧凑、制作工艺简单。
传感器 微机电系统 加速度计 光纤传感器 光纤检测 微加工 
中国激光
2014, 41(3): 0305002
作者单位
摘要
1 中国科学院 上海微系统与信息技术研究所 传感技术国家重点实验室微系统技术重点实验室,上海 200050
2 中国科学院大学, 微系统与信息技术学院, 上海 200050
提出了一种基于微机电系统(MEMS)扭镜结构的光纤磁场传感器, 并利用对角度变化非常敏感的双光纤准直器对扭镜的扭转角度进行了检测。该MEMS光纤磁传感器由MEMS扭镜结构、磁性敏感薄膜和双光纤准直器组成。文中分析了器件的磁敏感原理和光纤检测原理, 介绍了器件综合设计方法, 并给出了器件的结构参数。利用MEMS加工技术成功制作出了MEMS光纤磁传感器样品, 最终得到的磁传感器的尺寸为3.7 mm×2.7 mm×0.5 mm。对磁传感器进行了实验测试, 得到的输出实验值与理论值吻合。测试结果表明, 该磁传感器的光纤检测灵敏度可达到0.65 dB/mT, 最小可分辨磁场可达167 nT。将MEMS敏感结构与光纤检测相结合, 该传感器兼备了两者的优点, 结构紧凑、制作工艺简单、工作时无需电流激励。
光纤传感器 磁传感器 微机电系统 光纤检测 磁性薄膜 optical fiber sensor magnetic sensor Micro-electro-mechanical System(MEMS) optical fiber detection magnetic film 
光学 精密工程
2013, 21(9): 2294

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