基于表面等离子体共振的光纤海水温盐传感器

仝锐杰; 王煜; 邢斌; 赵勇

doi:doi:10.3788/LOP230742

激光与光电子学进展, 2023, 60 (11): 1106026, 网络出版: 2023-06-05

基于表面等离子体共振的光纤海水温盐传感器特邀研究论文

Optical Fiber Seawater Temperature and Salinity Sensor Based on Surface Plasmon Resonance

仝锐杰 ^1,2王煜 ¹邢斌 ¹赵勇 ^1,2,*

作者单位

¹ 东北大学信息科学与工程学院，辽宁沈阳 110004

² 微纳米精密光学传感与测量技术河北省重点实验室，河北秦皇岛 066004

图 & 表

图 1. 双重SPR效应结构光纤传感探头

Fig. 1. Optical fiber sensor probe with double SPR effect structure

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图 2. 实验系统。（a）卤素光源；（b）海洋光谱仪；（c）计算机；（d）恒温箱；（e）传感探头

Fig. 2. Experimental system. (a) Halogen light source; (b) marine spectrometer; (c) computer; (d) thermostat; (e) sensing probe

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图 3. 海水温度实验。（a）实验光谱图；（b）线性拟合图

Fig. 3. Seawater temperature experiments. (a) Experimental spectrograms; (b) linear fitting diagram

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图 4. 海水盐度实验。（a）实验光谱图；（b）线性拟合图

Fig. 4. Seawater salinity experiments. (a) Experimental spectrograms; (b) linear fitting diagram

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图 5. 稳定性实验。（a）吸收光谱稳定性变化；（b）120 min内共振峰波长变化情况

Fig. 5. Stability testing. (a) Absorption spectrum stability change; (b) changes in resonance peak wavelength within 120 min

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表 1传感器性能对比

Table1. Sensor performance comparison

Category	Sensing theory	RIU Sensitivity /（pm/RIU）	Temperature sensitivity /（pm/℃）	Reference
Connection in series	Sagnac+Interferometer	218560	1700	［15］
Connection in series	FPI+SPR	2565400	394.3	［16］
Connection in series	LPFG+MZI	165040	255.52	［17］
Connection in series	FBG+FBG	10300	9.94	［18］
In parallel	SPR+SPR	2369.518	2021	This paper

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仝锐杰, 王煜, 邢斌, 赵勇. 基于表面等离子体共振的光纤海水温盐传感器[J]. 激光与光电子学进展, 2023, 60(11): 1106026. Ruijie Tong, Yu Wang, Bin Xing, Yong Zhao. Optical Fiber Seawater Temperature and Salinity Sensor Based on Surface Plasmon Resonance[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2023, 60(11): 1106026.

基于表面等离子体共振的光纤海水温盐传感器特邀研究论文

图 1. 双重SPR效应结构光纤传感探头

Fig. 1. Optical fiber sensor probe with double SPR effect structure

图 2. 实验系统。（a）卤素光源；（b）海洋光谱仪；（c）计算机；（d）恒温箱；（e）传感探头

Fig. 2. Experimental system. (a) Halogen light source; (b) marine spectrometer; (c) computer; (d) thermostat; (e) sensing probe

图 3. 海水温度实验。（a）实验光谱图；（b）线性拟合图

Fig. 3. Seawater temperature experiments. (a) Experimental spectrograms; (b) linear fitting diagram

图 4. 海水盐度实验。（a）实验光谱图；（b）线性拟合图

Fig. 4. Seawater salinity experiments. (a) Experimental spectrograms; (b) linear fitting diagram

图 5. 稳定性实验。（a）吸收光谱稳定性变化；（b）120 min内共振峰波长变化情况

Fig. 5. Stability testing. (a) Absorption spectrum stability change; (b) changes in resonance peak wavelength within 120 min

表 1传感器性能对比

Table1. Sensor performance comparison

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图 1. 双重SPR效应结构光纤传感探头

Fig. 1. Optical fiber sensor probe with double SPR effect structure

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Fig. 3. Seawater temperature experiments. (a) Experimental spectrograms; (b) linear fitting diagram

图 4. 海水盐度实验。（a）实验光谱图；（b）线性拟合图

Fig. 4. Seawater salinity experiments. (a) Experimental spectrograms; (b) linear fitting diagram

图 5. 稳定性实验。（a）吸收光谱稳定性变化；（b）120 min内共振峰波长变化情况

Fig. 5. Stability testing. (a) Absorption spectrum stability change; (b) changes in resonance peak wavelength within 120 min

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