- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
基于熊猫光纤中单根长周期光栅的多参数传感器，用于同时测量溶液折射率、温度和应变
摘要： 本工作提出了一种可同时测量周围折射率（SRI）、温度和应变的三参数传感器。该传感器基于采用电弧放电简易技术在保偏熊猫光纤中写入的单个长周期光栅（LPG）。通过监测三个不同包层模式对应的共振波长漂移实现测量，并针对输入光的两种偏振态（即与光纤慢轴和快轴对齐）获取共振峰集合。由于共振凹陷对SRI、温度和应变的灵敏度各异，且这些灵敏度的数值和符号随偏振切换而改变，从而实现了三参数传感。实验证明该传感器可同步测量1.33-1.40范围内的SRI、20-60°C的温度以及数百微应变的应变。该器件可应用于材料科学和结构健康监测领域。
关键词： 折射率传感器、温度传感器、光纤光栅传感器、应变传感器、多参数传感器、长周期光栅
更新于2025-11-28 14:24:03
-
超灵敏氧化钽纳米涂层长周期光栅用于多种生物靶标检测
摘要： 在这项工作中，我们讨论了一种利用长周期光栅（LPG）实现的无标记生物传感应用，该光栅通过沉积薄钽氧化物（TaOx）覆盖层优化了折射率（RI）灵敏度。与其他已用于最大化折射率灵敏度的薄膜材料相比，TaOx在表面功能化及其他生物传感实验中表现出良好的化学和机械稳定性。理论和实验均表明，当覆盖层在红外光谱范围内的折射率高达2时，要使LPG对折射率具有超灵敏响应，其覆盖层厚度必须以亚纳米级精度确定。本实验采用原子层沉积法制备TaOx覆盖层，从而获得了厚度和光学特性高度精确的覆盖层。实验证实，TaOx纳米涂层LPG在折射率范围nD=1.335-1.345 RIU内，单个谐振峰的折射率灵敏度超过11,500 nm/RIU，符合无标记生物传感应用预期。分别以生物素和噬菌体粘附素作为识别元件，验证了TaOx涂层LPG检测不同尺寸生物靶标（如蛋白质（抗生物素蛋白）和细菌（大肠杆菌））的能力。研究表明，在优化LPG灵敏度时，必须考虑功能化过程、识别元件类型及目标分析物。本工作采用的优化方法实现了对小尺寸生物靶标（如蛋白质）的检测，灵敏度达到10.21 nm/log(ng/ml)。
关键词： 蛋白质检测、无标记生物传感、光纤传感器、氧化钽、细菌检测、长周期光栅、原子层沉积
更新于2025-11-28 14:23:57
-
[IEEE 2018年第20届透明光网络国际会议（ICTON）- 布加勒斯特（2018年7月1日-2018年7月5日）] 2018年第20届透明光网络国际会议（ICTON）- 面向空分复用光网络的光学与数字关键使能技术
摘要： 为以经济高效的方式满足未来5G网络环境下的数据容量需求，需要探索一系列先进技术，例如空分复用（SDM）以及基于能效相干检测的调制格式。本文展示了基于SDM实现高容量光网络（兼容5G网络基础设施和数据中心连接）的最新研究成果。特别地，我们论证了在多芯光纤（MCF）中采用长周期光栅（LPG）开发多芯SDM系统不同组件（如泵浦耦合器、芯/波长选择型多芯开关及耦合器）的可行性。此外，我们还展示并表征了支持SDM系统中光相干检测的不同数字信号处理（DSP）算法及子系统的性能。
关键词： 相干检测、长周期光栅、广义斯托克斯空间、数字信号处理、空分复用、空分解复用
更新于2025-09-23 15:23:52
-
一种用于应变传感的双共振长周期光栅干涉结构
摘要： 研究了光纤环形镜内具有双共振特性的长周期光栅在拉伸应力作用下的光谱特性和振幅可调性。通过在光栅与环形结构中的部分保偏光纤之间插入偏振控制器，可实现共振峰和干涉峰的调谐。所展示传感器的最大灵敏度为1.1-4.4 mε量程内的1.943 dB/mε。相较于基于标准长周期光栅的传感器，这两种光学元件的组合能够测量更宽范围的应变。
关键词： 光纤环形镜、偏振控制器、保偏光纤、应变传感器、长周期光栅
更新于2025-09-23 15:23:52
-
长周期光栅光学生物传感器上EDC介导的寡核苷酸固定化
摘要： 我们展示了基于寡核苷酸在双峰长周期光栅（dLPG）上固定化的无标记光纤生物传感器的开发与简化。这一改进源于生物功能化方法的简化。我们开发了一种一步法1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺（EDC）介导的反应，可直接将未修饰的寡核苷酸共价固定在沿光栅区域的玻璃纤维表面，使5′-磷酸化探针寡核苷酸与氨基衍生化的光纤光栅表面结合。通过5′磷酸特异性连接实现固定化，同时保留寡核苷酸其余部分用于结合反应。在不同外部介质中测试dLPG，证明其对周围介质折射率（RI）具有固有的超高灵敏度，在与生物检测相关的RI介质中，其RI灵敏度较先前发表的LPG传感器提高了50倍。功能化后，dLPG生物传感器用于监测互补寡核苷酸的杂交，显示出可检测的寡核苷酸浓度为4 nM。所提出的一步EDC反应方法可进一步扩展，随着无标记、实时、多重、高灵敏度和高特异性的进步，用于开发疾病分析和医学诊断的光纤生物传感器。
关键词： EDC介导的反应，无标记，DNA，寡核苷酸，光纤生物传感器，长周期光栅
更新于2025-09-23 15:21:01
-
利用功能化光纤长周期光栅传感器阵列对机械通气设备中的温度和相对湿度进行同步原位监测
摘要： 已研制出一种光纤长周期光栅（LPG）阵列用于生物医学应用，以监测机械呼吸机在不同工作模式下输送空气的温度和相对湿度（RH）变化。该LPG阵列由两个光栅组成：一个保持裸露状态用于监测温度变化，另一个通过10层二氧化硅纳米颗粒修饰层来测量相对湿度。采用逐层自组装法在光纤LPG表面沉积了介孔薄膜。该传感器通过与商用温湿度传感器进行台架模型校准，测得其温度灵敏度为0.46±0.01 nm/℃，相对湿度灵敏度为0.53 nm/RH%。通过在传感器阵列顶端加装反射镜并置于气管插管（ETT）内，在典型临床设备中测试实现了湿度和温度的原位实时监测。所开发的传感器阵列成功监测到与每分钟8次和15次呼吸频率相关的温度及RH变化。
关键词： 相对湿度（RH）、长周期光栅（LPG）、医疗监护、机械通气、气管插管、温度、光纤传感器、复用技术
更新于2025-09-23 10:06:51
-
基于实芯聚合物的微结构光纤光学性能的理论分析
摘要： 基于聚合物的微结构光纤（MPOFs）与石英光纤类似，通过横截面内波长尺度的微结构阵列导光，在性能上兼具聚合物光纤（POFs）和空气/石英微结构光纤（MOFs）的关键优势。我们拟采用高效理论模型研究聚合物基实芯微结构光纤的光学特性，探究证实光纤仅支持单模传输的理论依据并确定截止条件。评估太赫兹波段实芯MPOF高阶模的有效折射率，同时考察MPOF中长周期光栅的耦合特性。进一步研究灵敏度系数以实现倏逝场耦合应用的高效传输，将理论结果与文献报道数据进行对比并给出相对误差。
关键词： 微结构光纤、单模、长周期光栅、聚合物光纤、二阶模、太赫兹
更新于2025-09-19 17:13:59
-
[IEEE 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 中国黄山 (2019.8.5-2019.8.8)] 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 用于折射率传感的塑料光纤表面波纹长周期光栅制备
摘要： 我们采用模压印刷法在商用塑料光纤（POF）上制备出表面波纹长周期光栅（LPG），并将其作为本研究的折射率（RI）传感器。通过评估不同直径POF上压印的LPG发现，薄直径POF（0.25mm）上的LPG比粗直径POF（0.5mm和1.0mm）展现出更优的折射率传感性能。当在直径0.25mm的POF上压印周期100μm、槽深45μm的LPG时，获得了1998%/RIU的折射率灵敏度及2.70×10?? RIU的分辨率。该传感器具有低成本、结构简单、制备简便及可见光波段强度调制等优势，适用于折射率传感应用。
关键词： 折射率传感，长周期光栅，塑料光纤
更新于2025-09-16 10:30:52
-
[IEEE 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 中国黄山 (2019.8.5-2019.8.8)] 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 基于近相位匹配转折点级联长周期光栅的高灵敏度折射率与温度传感器
摘要： 我们展示了一种基于级联长周期光栅（LPGs）的高灵敏度折射率（RI）和温度传感器，该传感器工作在接近相位匹配转折点（PMTP）处。一系列包层模与纤芯模之间窄的共振峰干涉显示出比单个LPG更高的Q因子。实验结果表明，这种光纤传感器具有1360nm/RIU@1.33和3669.7nm/RIU@1.41的折射率灵敏度，以及4.079 nm/℃的温度灵敏度。
关键词： 级联光栅传感器，长周期光栅，拐点
更新于2025-09-16 10:30:52
-
[IEEE 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 中国黄山(2019.8.5-2019.8.8)] 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 偏心纤芯光纤中长周期光栅核心偏心特性分析
摘要： 理论上，基于耦合模理论计算了不同偏心度下传输光谱的变化。计算结果表明，与纤芯模式耦合效率最高的包层模式阶数会随纤芯偏心度的变化而改变，从而导致谐振峰的偏移。此外，在一定范围内，基模的有效折射率会随纤芯偏心度的增加而升高。我们提出的模型可为椭圆芯光纤的设计及其中长周期光纤光栅的写入提供有效参考。
关键词： 耦合模理论，偏心芯光纤，长周期光栅
更新于2025-09-16 10:30:52