拉曼光纤探针的研究进展及应用

拉曼光纤探针是近来发展较快的一个领域.本文介绍了拉曼光纤探针的原理及研究进展,对其在工业、化学、生物等领域的应用做了总结,并对其应用前景做了预测.     

拉曼光纤探针的研究进展及应用

拉曼光纤探针是近来发展较快的一个领域。本文介绍了拉曼光纤探针的原理及研究进展,对其在工业、化学、生物等领域的应用做了总结,并对其应用前景做了预测。     

基于水凝胶聚合物波导传感器检测盐酸吖啶黄

多功能化是光纤化学传感器的重要发展方向。为实现该目标,首先通过激光诱导波导自形成技术制备了一种光纤–水凝胶聚合物波导–光纤传感结构,并在水凝胶聚合物波导探针中成功地掺杂了纳米金颗粒。在该结构中,波导与光纤同轴无缝相连,保证了探测光和信号光的高效利用。掺金后的聚合物波导具有丰富的光谱探测能力,利用该波导探针成功实现了对盐酸吖啶黄的吸收、荧光以及拉曼光谱的检测,扩大了波导传感器的应用范围。     

轻便灵活的激光镊子

光纤是光通信领域广泛应用的元件,光镊是非侵入式微操作工具.将光纤应用于光镊,利用光纤实现光学势阱发展了光镊技术,吸引了研究者的广泛兴趣.介绍了基于单模光纤微探针的光镊技术,综述了技术的原理、基本装置、关键问题以及近年来国内外研究现状.光纤光镊轻便灵活,增大了光镊捕陷范围和操作灵活度,其与微流道、微芯片、激光计量和光谱仪等设备的结合,使得光镊的应用推广到更多领域.     

基于纳米修饰透射式光纤传感测试

基于金属纳米颗粒结构的光学特性,结合光纤传感技术,对金属纳米颗粒的光纤传感特性进行了研究.实验中采用种子溶液生长法合成了粒径在60～80 nm的星形纳米金颗粒,以此作为光纤传感敏感部分的修饰体,修饰到锥形光纤表面作为表面拉曼增强基底.最后选取了不同浓度的酒精溶液对其进行了透射谱和拉曼谱测试,结果表明金属纳米颗粒的激发谱对周围介质特性非常敏感,同时对基于金属纳米颗粒锥形SERS基底的拉曼谱存在非常高的增强.     

微小型光纤光谱仪在过程监测中的应用

微小型光纤光谱仪逐渐取代了传统的旋转光栅扫描结构的光谱仪,成为一种新型的在线测量仪器,具有体积小,质量轻,价格低,测量速度极快和采样方式灵活等优点,被广泛用于工业生产的众多领域.以Ocean Optics公司的光纤光谱仪为例.详细介绍采用全固定构件设计实现仪器微小型化的光学系统结构和可适应于多种要求的光纤采样的特点.以及微小型光纤光谱仪在紫外一可见光、近红外、拉曼散射、激光测量和荧光分析等多个平台的在线监测应用.     

光纤传感微创手术探针末端三维力测量方法

手术探针末端的接触力反馈是保障手术安全性的重要因素之一。本文针对穿刺手术探针末端三维力测量的需求,研究了基于核极限学习机(KELM)神经网络的光纤传感微创手术探针末端三维力测量方法。首先,设计了可植入光纤传感器的手术探针结构,将4根光纤布拉格光栅(FBG)传感器植入探针中,其中3根FBG用于力测量,1根FBG用于温度补偿。接着通过分析探针应力和应变之间的关系,建立了基于FBG的探针三维力传感模型。同时为了消除温度变化对光纤传感器的交叉影响,研究了光纤传感温度补偿方法。最后,为了验证本文所研究测量方法的有效性,对植入光纤光栅的探针进行了温度标定,并分别在常温和变温环境下进行了三维力测量。实验结果表明：KELM网络测量结果在常温环境下X、Y、Z方向上平均测量误差为0.22%、0.99%、0.65%;在20℃～40℃的变温环境下,X、Y、Z方向上平均测量误差分别为1.32%、1.03%、2%,本文所研究的KELM神经网络末端三维力测量方法具有较小的测量误差,在手术机器人力反馈领域有广阔的应用前景。     

多通道光纤表面等离子体波共振传感器研究

研究了一种采用2×n型特种耦合器构建的多通道光纤表面等离子体波共振(SPR)传感器模型.应用空分复用原理和多层膜反射理论分析了SPR共振效应在若干光纤探针中连续被激励的基本原理.数值模拟和实验结果表明,研制的双通道光纤SPR探针能够达到与常规单通道探针相同的检测灵敏度.这种新型多通道传感模型的特点在于,各通道探针特性可根据待测检测目标进行选择替换,通道数目可以根据实际待测参量进行调节,并适用于对处于不同空间位置目标液体参量进行检测的情况.     

海洋光学微型光纤拉曼光谱仪在三聚氰胺测量中的应用

1928年印度科学家在实验中发现了拉曼散射,经历80多年的发展。这一能用光谱来表征分子或晶体结构组分信息的光谱技术引起了越来越多人们的重视。在此技术上开发的便携式拉曼光谱仪也成为一种重要的检测手段。具备快速,原位,无损,便携等优点海洋光学的拉曼光纤光谱仪在安检,医药,食品安全,珠宝鉴定等领域具有广泛的应用前景。本文着重阐述了拉曼光谱仪在三聚氰胺检测中的应用和实验对比。     

增益平坦的多波长泵浦宽带拉曼光纤放大器

在分析拉曼光纤放大器(RFA)原理的基础上,采用遗传算法对 5波长后向泵浦拉曼光纤放大器的波长和功率进行了优化设计。实验采用位于5个波长处的7个泵浦激光器和100.8 km的色散位移光纤,实现了带宽为90 nm、开关增益为15.55 dB、增益平坦度为0.87 dB的拉曼放大,其平均有效噪声系数为-3.5 dB,与理论分析结果一致。