1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室，吉林 长春 130033
2 中国科学院大学，北京 100049
3 长春中科长光时空光电技术有限公司，吉林 长春 130102
在国内首次报道了氧气传感专用760 nm单模、波长可调谐的垂直腔面发射激光器（Vertical Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL），详细报道了760 nm VCSEL设计方法与器件制备结果。通过分析AlGaAs量子阱的增益特性，确定了量子阱组分及厚度参数，并设计了室温下增益峰与腔模失配为10 nm的VCSEL激光器结构，完成了VCSEL结构的器件制备。VCSEL激光器在工作温度25 °C时单模功率超过2 mW，此时边模抑制比为28.1 dB，发散角全角为18.6°。随着工作电流增加，VCSEL激光器的发散角随之增加，然而激光远场光斑仍然为高斯形貌的圆形对称光斑。通过调节VCSEL激光器的工作温度与工作电流，实现了VCSEL单模激光波长从758.740 nm至764.200 nm的近线性连续调谐，VCSEL工作在15 ~ 35 °C时激光波长的电流调谐系数由1.120 nm/mA变至1.192 nm/mA；温度调谐系数由0.072 nm/°C变至0.077 nm/°C。在两个氧气特征吸收波长附近，VCSEL激光的边模抑制比分别达到了32.6 dB与30.4 dB。
垂直腔面发射激光器 单模工作 波长调谐 氧气传感 vertical cavity surface emitting laser single- mode operation wavelength detuning oxygen sensing
1 北京交通大学 理学院, 北京 100044
2 中央民族大学 理学院, 北京 100081
在生物医学领域, 溶氧的检测具有十分重要的意义。近年来氧气传感器的研究取得了重要的进展, 尤其是纳米尺寸的光学氧气传感器倍受重视。光学氧气纳米传感器具有检测灵敏度高、稳定性好、易于生物功能化等优点, 特别适用于在(亚)细胞层次或者生物组织内溶氧的实时检测。本文主要从氧气荧光探针的种类、传感器的基质构成、纳米传感器的构建方法、检测模式和生物医学应用等几个方面出发, 结合本研究组在光学氧气纳米传感器的研究进展进行综述, 并对其在生物医学领域中的主要应用进行了阐述。
光学纳米传感器 氧气传感 磷光猝灭 生物医学成像 optical nanosensor oxygen sensing phosphorescence quenching biomedical imaging
中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学实验室, 上海 201800
报道了一种基于荧光猝灭原理的光纤氧气传感器。采用塑料光纤作为传感和传光元件进行氧气传感,传感头制成U形。以邻菲咯啉钌作为荧光标记物,用溶胶-凝胶法制备敏感材料。采用相移法来实现对荧光寿命的测定。测量了不同弯曲半径传感头对氧气传感的灵敏度,发现当U形光纤的弯曲半径较小时系统的灵敏度较高。对荧光寿命和氧气浓度的关系进行了测量,发现二者呈亚线性关系,提出双荧光体模型解释这一实验现象。
光学器件 氧气传感 塑料光纤 荧光寿命 相移法
武汉理工大学光纤传感技术研究中心,武汉,430070
用钌(Ⅱ) 邻菲咯啉配合物作为指示剂,研制成功一种基于荧光猝灭原理的光纤氧气传感器。采用锁相放大技术,实现了对弱荧光信号的检测。该传感器的检测下限为5×10?? -6??,检测精度为5×10?? -7??,响应时间??T≤10?? s,并具有较强的抗干扰能力、较好的重复性和稳定性。
有机光化学 光纤氧气传感器 荧光猝灭 锁相放大 钌(Ⅱ)邻菲咯啉
