一种新型本征倏逝波型光纤传感器的研究

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光纤倏逝波荧光微流控 -回复

光纤倏逝波荧光微流控-回复"光纤倏逝波荧光微流控" 技术是一种基于光纤倏逝波（evanescent wave）和荧光原理的微流控技术，它在生物医学研究和临床应用中具有广泛的应用前景。

本文将一步一步回答有关光纤倏逝波荧光微流控技术的问题，以帮助读者了解这一创新技术。

第一部分：了解光纤倏逝波和荧光原理光纤倏逝波是一种在光纤表面发生的特殊现象。

当光线从光纤内部透射到光纤表面时，一部分光线会在表面形成一个电磁场，该电磁场在垂直于表面方向上衰减，这就是光纤倏逝波。

光纤倏逝波的衰减特性使得它在与样品接触的过程中发生相互作用。

荧光是一种物质吸收光能后发生的发光现象。

通过在样品中引入荧光标记分子，可以使样品在光激发下产生荧光信号，从而实现对样品中目标物的检测与分析。

第二部分：光纤倏逝波荧光微流控技术的原理光纤倏逝波荧光微流控技术结合了光纤倏逝波和荧光原理，利用微流控芯片中的微通道和光纤倏逝波传感器来实现对样品中目标物的检测。

具体而言，该技术首先通过微流控芯片将待检测样品输送到微通道中。

然后，在光纤倏逝波传感器的作用下，样品中的目标物与光纤倏逝波相互作用。

光纤倏逝波的衰减特性导致样品中目标物的荧光被激发并释放出，在光纤倏逝波传感器上产生荧光信号。

最后，通过对荧光信号的检测和分析，可以获得样品中目标物的相关信息。

第三部分：光纤倏逝波荧光微流控技术的应用光纤倏逝波荧光微流控技术在生物医学研究和临床应用中有广泛的应用前景。

在生物医学研究方面，该技术可以用于细胞分析、蛋白质检测等研究。

通过引入不同的荧光标记分子，可以实现对细胞活性、蛋白质浓度等指标的非标记检测和高通量筛查。

在临床应用方面，光纤倏逝波荧光微流控技术可以用于临床诊断和疾病监测。

例如，通过检测血液中特定标志物的荧光信号，可以实现早期癌症诊断和血液抗凝剂药物浓度监测等。

此外，光纤倏逝波荧光微流控技术还可以应用于环境污染检测、食品安全监测等领域，实现对目标物的高灵敏度检测和快速分析。

光纤倏逝波及其应

要点一
环境监测
通过将光纤倏逝波技术应用于遥感领域，可以实现大范围、高分辨率的环境监测。例如，对大气污染物的实时监测、对森林火灾的预警等。
要点二
地形测绘
利用光纤倏逝波进行干涉测量，可以实现对地形的高精度测绘。这种技术在地形复杂、环境恶劣的地区具有显著优势，有助于提高遥感技术的实用性和可靠性。
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水质监测
总结词
光纤倏逝波可用于实时监测水质中的污染物，如重金属离子、有机污染物、细菌等，为水资源的保护和治理提供科学依据。
详细描述
通过光纤倏逝波技术，可以检测水体中污染物的种类和浓度，从而评估水质状况。这种技术具有抗干扰能力强、稳定性高等优点，能够实现长期连续的水质监测。
土壤成分分析
场安全等领域。
军事通信
保密通信
由于光纤倏逝波的传播特性，使其成为实现长距离、高保密通信的理想选择。在军事领域，这种技术能够确保重要信息的传输安全，防止被敌方截获。
导航和定位
利用光纤倏逝波进行光子陀螺仪的研制，可以实现高精度、高稳定性的导航和定位系统，对于军事侦察和作战指挥具有重要意义。
遥感技术
02 光纤倏逝波在通信领域的应用
光纤传感
光纤倏逝波在光纤传感领域的应用主要表现在对外部物理场（如温度、压力、磁场等）的敏感度上。由于光纤倏逝波在光纤表面传播时，会受到外界物理场的影响，导致其传播特性发生变化，因此可以通过测量这种变化来感知外部物理场。
光纤倏逝波传感器具有灵敏度高、响应速度快、抗电磁干扰能力强等优点，因此在石油、化工、电力、航空航天等领域得到了广泛应用。
光纤放大器具有带宽宽、了广泛应用。
03 光纤倏逝波在医疗领域的应用

光纤传感综合实验报告

一、实验目的1. 了解光纤传感的基本原理和特点。

2. 掌握光纤传感器的实验操作方法和数据采集技巧。

3. 分析光纤传感器在实际应用中的性能和适用范围。

二、实验原理光纤传感器是一种基于光波导原理的传感器，利用光纤传输光信号，实现对被测量的物理量的检测。

光纤传感器具有体积小、重量轻、抗电磁干扰、防腐性好、灵敏度高等优点，广泛应用于压力、应变、温度、位移等物理量的测量。

本实验主要涉及以下几种光纤传感器：1. 光纤光栅传感器：利用光纤光栅对光波波长进行调制，实现对温度、应变等物理量的测量。

2. 光纤干涉传感器：利用光纤干涉原理，实现对位移、振动等物理量的测量。

3. 光纤激光传感器：利用光纤激光器发出的激光，实现对物体表面缺陷、气体浓度等物理量的测量。

三、实验仪器与材料1. 光纤传感实验仪2. 激光器及电源3. 光纤夹具4. 光纤剥线钳5. 宝石刀6. 激光功率计7. 五位调整架8. 显微镜9. 显示器四、实验步骤1. 光纤光栅传感器实验（1）搭建实验装置，连接光纤传感实验仪和激光器。

（2）调整实验参数，包括光栅长度、温度等。

（3）采集光纤光栅传感器的输出信号，分析光栅对光波波长的影响。

2. 光纤干涉传感器实验（1）搭建实验装置，连接光纤传感实验仪和光纤干涉仪。

（2）调整实验参数，包括干涉仪的间距、光程差等。

（3）采集光纤干涉传感器的输出信号，分析干涉条纹的变化规律。

3. 光纤激光传感器实验（1）搭建实验装置，连接光纤传感实验仪和光纤激光器。

（2）调整实验参数，包括激光功率、检测距离等。

（3）采集光纤激光传感器的输出信号，分析激光光束的传播特性。

五、实验结果与分析1. 光纤光栅传感器实验结果实验结果显示，随着温度的升高，光纤光栅传感器的反射光谱发生红移，反射光谱峰值波长随温度的变化率与光栅的折射率调制周期成正比。

这说明光纤光栅传感器可以实现对温度的精确测量。

2. 光纤干涉传感器实验结果实验结果显示，随着干涉仪间距的增加，干涉条纹的间距增大，条纹数减少。

超长分段结构光纤倏逝波传感器

（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＯｐｔｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎａＪｉｌｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００１８，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＯｐｔｉｃａｌＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＣｏｍｐｕｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｙｔｏｆＳｈａｎｇｈａｉｆｏｒ
易制备，成本低，在物质光谱检测方面有着潜在的应用。
关键词：光纤传感器；倏逝波；分段结构；长吸收作用距离；光束传播法
中图分类号：ＴＰ２１２文献标志码：Ａｄｏｊ：１Ｏ．３９６９０．ｉｓｓｎ．１００３ — ５０１Ｘ．２０１５．１Ｏ．０１２
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｓｔｒａｉｇｈｔａｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｂｙｕｓｉｎｇＢｅａｎｒＰｒｏｐａｇａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄ（ＢＰＭ）．Ｔｈｅｅｆｅｃｔｏｆｔｈｅｓａｍｅｃｏｒｅ
．
ｓｅｎｓｏｒｓｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｓｔｕｃｒｔｕｒｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄｗｉｔｈｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｒｒｏｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｔｈｅｓｅｎｓｉｔｉｖｉｙｔｔｅｓｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇ

超长分段结构光纤倏逝波传感器

超长分段结构光纤倏逝波传感器李本冲;楼俊;许宏志;沈建华;黄杰;徐贲;沈为民【摘要】Since the existing optical fiber evanescent wave sensor sensitivity is not high, not easy to be encapsulated and other issues, the long segmented structure optic fiber sensor is proposed. The waveguide modes of the segmented structure and straight are simulated and analyzed by using Beam Propagation Method (BPM). The effect of the same core diameters, the different structures and the concentration of solution on the sensitivity of the sensors are investigated. The sensors of different structure parameters are fabricated with chemical corrosion method, and the sensitivity tested by using different concentrations of the methylene blue solution. The experimental results show that in the case of fixed corrosion depth, increasing the length of optical fiber sensing and segmented number can effectively improve the sensitivity and detection limit of the sensor, and the lowest concentration of the methylene blue solution can be detected up to the order of 10-6 mol/L.The sensor has the advantages of high sensitivity,simple structure,easy fabricated,lowcost,which is suitable for materials spectrum measurements.%针对现有光纤倏逝波传感器灵敏度不高、不易封装等问题,本文提出一种超长分段结构光纤倏逝波传感器.运用光束传播法(BPM)对分段和直形波导模型进行数值模拟,分析相同纤芯直径,不同结构和溶液浓度对传感器灵敏度的影响,通过化学腐蚀方法制备出不同结构参数的倏逝波传感器,并用不同浓度亚甲基蓝溶液对传感器的灵敏度特性进行实验验证.实验结果表明:在腐蚀深度不变的情况下,增加传感长度和采用分段结构可以有效的提高传感器的灵敏度和检出限,该传感器对亚甲基蓝的探测浓度可达到10- 6 mol/L量级,其灵敏度高,结构简单,易制备,成本低,在物质光谱检测方面有着潜在的应用.【期刊名称】《光电工程》【年(卷),期】2015(042)010【总页数】6页(P67-72)【关键词】光纤传感器;倏逝波;分段结构;长吸收作用距离;光束传播法【作者】李本冲;楼俊;许宏志;沈建华;黄杰;徐贲;沈为民【作者单位】中国计量学院光学与电子科技学院,杭州 310018;中国计量学院光学与电子科技学院,杭州 310018;中国计量学院光学与电子科技学院,杭州 310018;上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海 200093;中国计量学院光学与电子科技学院,杭州 310018;中国计量学院光学与电子科技学院,杭州 310018;中国计量学院光学与电子科技学院,杭州 310018【正文语种】中文【中图分类】TP2120 引言光纤倏逝波传感器是20世纪80年代发展起来的传感技术，该传感器具有灵敏度高、结构简单、易制备、成本低、在线测量、抗电磁干扰等优点，在水质监测、医疗卫生、生物化学和军工等领域得到了广泛的应用[1-8]。

光纤倏逝波荧光微流控 -回复

光纤倏逝波荧光微流控-回复光纤倏逝波荧光微流控技术是一种结合了光纤传感、倏逝波效应、荧光检测和微流控技术的研究领域，其在生物医学、环境监测、食品安全等领域具有重要的应用潜力。

本文将一步一步地介绍光纤倏逝波荧光微流控技术的原理、应用和未来发展趋势。

第一步：原理介绍倏逝波是当光束从一种介质射入另一种介质时，发生全反射并形成的一种表面波。

而光纤倏逝波是指将倏逝波通过光纤传输，传播的一种近场光学效应。

荧光是一种物质在受到激发后，发出的可见光。

荧光信号可以用来检测和分析各种化合物和生物分子。

光纤倏逝波荧光微流控技术结合了光纤传感和荧光检测的优势，可以在微流控芯片中实现高灵敏度和高选择性的生物分析。

第二步：应用领域光纤倏逝波荧光微流控技术在生物医学、环境监测和食品安全等领域有着广泛的应用。

在生物医学领域，可以用于分析血液中的生物标记物、检测细胞内的代谢产物等；在环境监测中，可以检测水体中的有害物质、分析大气中的污染物等；在食品安全中，可以快速检测食品中的农药残留、毒素等。

第三步：实验操作光纤倏逝波荧光微流控技术的实验操作包括芯片制备、样品处理和数据分析等步骤。

芯片制备是将光纤倏逝波传感器集成到微流控芯片中。

倏逝波传感器通常由两个材料构成，一部分是玻璃或者石英材料，另一部分是高折射率的有机聚合物。

样品处理是将待测样品引入微流控芯片中，并通过微流控管道控制流速和流量，使荧光标记的分子与倏逝波传感器反应。

数据分析是通过光纤倏逝波传感器采集到的荧光信号进行处理和分析，得到想要的结果。

第四步：未来发展趋势光纤倏逝波荧光微流控技术在仪器设备、芯片结构和分析方法等方面还存在一些挑战和改进空间。

在仪器设备方面，需要进一步提高光纤倏逝波传感器的灵敏度和稳定性，同时降低成本和体积，以方便实际应用。

在芯片结构方面，需要研究和设计更加复杂的微流控芯片，以实现更多样化、高通量的生物分析。

在分析方法方面，需要发展更加精确和高效的信号处理算法，以提高数据处理的准确性和速度。

基于倏逝波的锥形光纤马赫-曾德尔湿度传感器

ＪｉａｎｇＹｏｕｈｕａ，ＦｕＨａｉｗｅｉ，ＤｉｎｇＪｉｊｕｎ，ＺｈａｎｇＪｉｎｇｌｅ，ＱｉａｏＸｕｅｇｕａｎｇ
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｎＰｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃＯｉｌ — ＧａｓＬｏｇｇｉｎｇａｎｄＤｅｔｅｃｔｉｎｇ
２．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｈｙｓｉｃｓ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｉｙ，Ｘｉ ’ ａｎ７１００６９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｅｖａｎｅｓｃｅｎｔｗａｖｅ，ａｈｕｍｉｄｉｔｙｓｅｎｓｏｒｂａｓｅｄｏｎｏｐｔｉｃｓｉｎ— ｆｉｂｅｒＭａｃｈ — Ｚｅｈｎｄｅｒｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｓｉｎｇｌｅｍｏｄｅｆｉｂｅｒｗｉｔｈ
（ＭｉｎｉｓｔｒｙｏБайду номын сангаасｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ），ＳｃｈｏｏｌｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，Ｘｉ ’ ａｎＳｈｉｙｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ ’ ａｎ７１００６５，Ｃｈｉｎａ；

基于倏逝波的光子晶体光纤THz

光子晶体光纤通常由性排列,沿光纤的轴向不变,光纤的纤芯由缺失空气孔或引入一个不同形状的空气孔形成
光子晶体光纤具有许多新颖独特的光传输特性 1.超宽带单模传输 2.色散高度灵活可调 3.大模场面积 4.高双折射效应 5.高非线性
THz波是指频率在0.1-10THz,对应波长在 3mm-30um脚范围内的电磁波，其波段位于微波和红外光之间
• steering-wheel micro-structured optical fiber (SW-MOF)
• novel SW-MOF
谢谢！
当光由折射率为n2的光密介质入射到折射率为n1 的光疏介质的界面上时,当入射角度大于一定角度时就会发生全反射
振幅沿垂直于界面的方向衰减，可以表示为：
对于光纤的导模来说,光在纤芯和包层的界面处发生全反射,它的电磁场主要被集中在光纤的纤芯中并呈驻波形式, 在纤芯外面的包层中,电场的增幅随距离纤芯的距离增大而减小,如果在倏逝场的区域存在吸收型介质,波导模在纤芯和包层的界面的反射系数就会小于1,导模就会发生衰减
三.基于倏逝场激发的表面等离子体共振表面等离子共振 (surface plasma on resonance，SPR)是一种由光入射金属表面引起的量子光电现象，但是表面等离子不能由激光直接照射金属表面产生,可以利用两介电常数相反的界面处发生的全反射产生的倏逝波激发金属表面的自由电子产生表面等离子体，当倏逝波和等离子体的的频率和波失相等时,就会产生等离子体共振，入射光被吸收。
高非线性精选pptthz波是指频率在0110thz对应波长在3mm30um脚范围内的电磁波其波段位于微波和红外光之间精选ppt当光由折射率为n的光疏介质的界面上时当入射角度大于一定角度时就会发生全反射精选ppt振幅沿垂直于界面的方向衰减可以表示对于光纤的导模来说光在纤芯和包层的界面处发生全反射它的电磁场主要被集中在光纤的纤芯中并呈驻波形式在纤芯外面的包层中电场的增幅随距离纤芯的距离增大而减小如果在倏逝场的区域存在吸收型介质波导模在纤芯和包层的界面的反射系数就会小于1导模就会发生衰精选ppt当前利用倏逝场传感的主要的方式有以下几种

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ｏｔｃｌｆｂｒｓｎｏｐｉａｅｅｓｒｉ
ＹＵＰｎ，ＳａＨＥＮＷｅ・ｉｉｒｎ，ＨＵＡＮＧＪｅａｉ，ＸＵＢｎｅ
（ｏｌｅｏｔａ＆ＥｅｔｏｉＳｉｎｅａｄＴｃｎｌｙＣｉａＪｌｎｉｅｓｙＨａｇｈｕＣｌｇｆｅＯｐｉｌｃｌｒｎｃｃｅｃｎｅｈｏｏ，ｈｎｉａｇＵｎｖｒｉ，ｎｚｏｃｇｉｔ
中图分类号：Ｔ２２Ｐ１文献标识码：Ａ文章编号：１０－７７２１）９０４－３００９８（０１０－０１பைடு நூலகம் ０
５ｔ … ｕｄｙ０Ｉａｎｅｒ－ｉｖａｓｅ・ＷａＶ・ｐｅｎｗｉ ‘ ｎｔｉ－ｅｎｅｃｎｔｎｓｃｅｔｙ
３０１Ｃｈｉａ１０８，ｎ）
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ａｅｎｒｎｉｐｉｆｅｖｎｓｅｔｗｖｅｓｒｉｅｅｏｅ．ｈｅｓｒｉｆｂｃｔｄｗｉｈｎｗｉｔｓｃｏｔｂｒｅａｅｃｎａｅｓｎｏＳｄｖｌｐｄＴｅｓｎｏＳａｒａｅｔｔｅｉｃｉｉｈ６／１５ｐｓｅ —ｎｅｍｕｉｄｏｔａｂｒｗｒｐｅａｏｎａｃｆｌ．Ｔｅｃｆｌｉｉｔｇａｅｕｉｇ０２．ｔｐｉｄｘｍｈｍｏｅｐｉｌｆｅａｐｄｒｕｄｓａｆｄｈｓａｆｄｓｎｅｒｔｄｓｎｃｉｏｏｐｅｉｌｓｎａｇｉｕａｒＶＣｐｐｔｅｆｅｓｐｅｅｆａｓｃｉｎｏｎｔｌｄｉｇａｅｔｉｉａｃ，ｌｘｇａｓａｄｌｒｅｃｒｌｒａｃＰｉｅ，ｂｒｉｅｌｄｏｅｔｆｌｇｈｃａｄｎｔｃｒａｎｄｓｎｅｃｈｉｏｅａｔａｄａｓｃｉｎｏｂｒｂｅｌｄｃａｄｎｓｌｃｔｄａｎａｇｉｕａｒＶＣｐｐ．ｅｉｈｓｎｉｖｔｎｅｔｆｅｙｐｅｅｌｄｉｇｉｏａｅｍｏｇｔｌｒｅｃｒｌｒａｃＰｉｅＡｎｗｈｇｅｓｔｉｏｉｆｗｏｃｉｙｉｔｎｉｐｉａｂｒｅａｅｃｎａｅｓｎｏｔｈａｅｃｒｅｇｈｍｏｅｔａ．ｃｎｂｂａｎｄｂｎｒｓｃｏｔｌｆｅｖｎｓｅｔｗｖｅｓｒｗｉｔｅｂｒｏｅｌｎｔｒｈｎ０５ｍａｅｏｔｉｅｙｉｃｉｈａｐｉａｉｎｏｈｍｉａｏｒｓｏｔｏ．Ｔｅｅｐｒｍｅｔｌｅｕｔｓｏｈｔｔｅｌｗｓｏｃｎｒｔｎｏｈｐｌｔｏｆｃｅｃｃｒｏｉｎｍｅｈｄｈｘｅｉｎａｃｌｒｓｌｈｗｔａｈｏｅｔｃｎｅｔｉｆｔｅｓａｏｍｅｈｌｎｌｅｓｌｔｎｃｎｂｅｅｔｄｕｏｔｅｏｄｒｏ０～ｍｏ／ｔｅｓｎｉｖｔｓｕｏ２６／．ｌｔｅｔｙｅｅｂｕｏｕｉａｅｄｔｃｅｐｔｈｒｅｆ１ｏｌＬ，ｈｅｓｔｉｉｐｔ．６Ｌｐｍｏ，ｈｉｙｓｎｏａｈｄａｔｇｓｏｉｈｓｎｉｖｔ，ｉｌｔｃｕｅ，ａｙｆｂｉａｅｌｗｏｔａｄｉｉｕｔｂｅｆｒｔｅｅｓｒｈｓｔｅａｖｎａｅｆｈｇｅｓｉｉｓｍｐｅｓｕｔｒｅｓａｒｃｔｄ，ｏｃｓ，ｎｔｓｓｉｌｏｈｔｙｒａ
２１０１年第３０卷第９期
传感器与微系统（ｒｎｄｃｒｎｃｏｙｔｍＴｃｎｌｇｓＴａｓｕｅｄＭｉｓｓｅｈｏｉ）ａｒｅｏｅ
４１
一
种新型本征倏逝波型光纤传感器的研究
余潘，沈为民，黄杰，徐贲
（国计量学院光学与电子科技学院。江杭州３０１）中浙１０８
摘
要：研究开发了一种新型本征型光纤倏逝波传感器。采用有机玻璃板和大半圆弧高抛光ＰＣ管构Ｖ
成光纤支架，６／２ｍ阶跃多模光纤隔一定距离剥除等长度涂覆层后缠绕于光纤支架上，无涂覆层将０１５Ｉｘ其部分位于上下两ＰＣ管之间，Ｖ经化学腐蚀后获得裸芯总长度大于０５ｍ的新型高灵敏本征型光纤倏逝波．传感器。实验结果表明：传感器对亚甲基蓝的探测浓度可达到１ｍｏＬ量级，敏度达到该０ｌ／灵２６／￣ｏ，．６Ｌｖｌ其灵敏度高，ｍ结构简单，易制备，成本低，适用于溶液、气体里痕量物质的检测。关键词：传感器；本征型光纤传感器；倏逝波