据悉,新式传感检测技能又有了新的发展,有关研讨标明研讨人员将传感器的检测精度前进100倍,最高分辨率达到了5.5*10-6 RIU,比较于波长检测型空芯光纤SPR传感器,分辨率前进了2个数量级。
外表等离子体共振(SPR)传感技能是一项根据外表灵敏度剖析的新式检测技能,可有用感应不同折射率的媒质,且其操作便利,灵敏度高,广泛应用于生物、化学等范畴。例如,凭借此项技能,只需运用患者的一滴血液,就能检测出疾病的生物符号,为癌症和流行症等供给前期确诊。
光纤SPR传感器具有结构简略和低损耗的特色,因而遭到广泛重视。常见的空芯光纤SPR传感器选用波长检测方法,经过检测共振波长来丈量折射率。因为传输光谱中SPR 共振峰宽度较宽,传感器的灵敏度尽管较高,但分辨率一般。跟着科技的前进,人们对检测分辨率有更高的要求,怎么进一步进步传感器的检测精度成为需求处理的问题。
近来,复旦大学朱晓松博士课题组提出选用光强检测SPR传感方法(如图1),使用单色光的入射并检测传感器的输出光强与折射率的联系,在灵敏度与波长检测型传感器适当的条件下,检测精度和分辨率进步了2个数量级。详细研讨成果宣布在光学学报第六期。
图1 空芯光纤SPR传感器结构图(基管资料是石英玻璃,所镀金属膜资料为银,内部空腔为高折射率待检测液体的活动空间)
试验中建立的试验设备如图2所示,上半部分虚线框内为丈量SPR传输光谱的试验体系,选用宽谱光源卤钨灯和光谱仪,应用于波长检测型的SPR传感试验。卤钨灯宣布的宽谱光经过多模光纤耦合进入空芯光纤SPR传感器中,再经过多模光纤跳线导入光谱仪中(iHR550,Horiba),然后得到传输光谱。待测液体在蠕动泵的效果下经过两个专门制造的液路光路耦合接口器材泵入和泵出空芯光纤,待测液体为在400~800nm波段通明的不同浓度的甲基苯基硅油与火油的混合溶液。
图2 建立的试验设备
下半部分虚线框内为用于强度检测的SPR传感试验体系,光源为波长532nm的单色半导体激光,经多模光纤跳线耦合入空芯光纤,选用光功率计(NOVA Ⅱ,OPHIR)丈量输出光强。记载并剖析输出光强与光纤内充入液体的折射率之间的联系,即可获有空芯光纤SPR传感器在强度检测形式下的功能。
试验选用的空芯光纤SPR传感器在其线性作业区域(折射率检测规模1.55~1.57)内,最高分辨率达到了5.5*10-6 RIU,比较于波长检测型空芯光纤SPR传感器,分辨率前进了2个数量级。
研讨人员表明后续将选用多个不同波长的激光一起检测的方法来实现在不替换空芯光纤的情况下扩展传感器检测规模。