便携式荧光计监测海洋污染

海洋科学家们希望研究海洋中的有机分子，以了解水污染和化石燃料的燃烧对大气中碳的影响．这类研究一般需要采样后在实验室内进行分析，但马萨诸塞大学的研究人员现在采用便携式光纤光谱荧光计进行此类研究．他们将仪器拖在船后对海水进行测量，而无需把样品采回实验室．空间和海军设备系统司令部的人员还把这种仪器改型用于土壤监测．这种仪器可以测量溶解的嵌二萘（Pyrene），它是多环芳香烃（PAH）大类中的一种．许多PAH已被证明会引起动物癌症，并可能对人体有害．常规的荧光光谱仪可以测出水中的PAH．但海水富含多种自然有机化合…     

科技简讯

科学家们在研究海洋环境污染时要了解海水中含的有机分子和汽油燃烧对大气含碳量的影响。通常采用的方法是收集海水采样在实验室里分析,而美国麻省大学的研究人员采用了不同的方法,即采用便携式光纤光谱荧光计在船上进行现场测量。此大学的环境、近海和海洋科学系的研究成果是首创。此系统用于空间和海军战争系统指挥部执行(Space and NavalWarfare System Command)任务。     

荧光寿命的锁相检测技术研究

针对光纤荧光温度传感器中影响系统精用参考信号、用正弦信号来调制激励光源的锁相技术(PLD-AMSR)对荧光光纤温度传感器的荧光寿命进行检测,推导出测量荧光寿命的数学模型.该方法对激励光泄露有抑制作用,使测量精度有了显著提高.实验表明,该方法是有效的,达到了系统要求.     

快速傅里叶变换在光纤温度传感器中的应用

提出的荧光光纤温度测量系统,采用双光路双通道测量方式以及化学镀膜和热处理工艺相结合的微小荧光探头制作技术,在研究了微弱信号的检测和处理技术的基础上,采用快速傅里叶变换(FFT)技术对荧光信号进行消噪处理.结果表明,使用该法检测的荧光信号的信噪与传统消噪方法相比有很大提高,从而使系统具有较高的精度和温度分辨能力.该方法的研究克服了特殊环境及电磁干扰环境温度测量的难题.     

基于荧光光谱的温度采集系统设计

本文基于光纤荧光的测温机理介绍了测量系统的总体结构及荧光信号检测电路,利用该系统通过检测荧光物质寿命实现了温度测量。本系统能够对被测对象进行精准度较高的温度检测。     

基于光谱吸收和荧光检测技术的新型光纤气体传感系统(英文)

设计了一个完整的光纤气体测量系统,提高了检测SO2浓度精确度和读取时间。光路检测系统和分配系统相结合,用于实现在气体传感系统中光谱吸收检测技术和荧光检测技术的有效集成,从而可以扩大本仪器的应用领域和测量范围。光源调制锁定检测技术和双光路差检测技术也被结合在该系统中。在测量吸收光信号和荧光信号中,使用高精度空心光子带隙光纤传感探头,实现了较高的精度和灵敏度。实验数据和测量的结果表明,该系统具有较高的分辨率,大约为2 ppm,并且误差小于0.109。     

基于U形塑料光纤的氧气传感器

报道了一种基于荧光猝灭原理的光纤氧气传感器.采用塑料光纤作为传感和传光元件进行氧气传感,传感头制成U形.以邻菲咯啉钌作为荧光标记物,用溶胶-凝胶法制备敏感材料.采用相移法来实现对荧光寿命的测定.测量了不同弯曲半径传感头对氧气传感的灵敏度,发现当U形光纤的弯曲半径较小时系统的灵敏度较高.对荧光寿命和氧气浓度的关系进行了测量,发现二者呈哑线性关系,提出双荧光体模型解释这一实验现象.     

基于Monte-Carlo模拟的光纤探头的设计以及探头在皮肤NADH荧光光谱测量中的应用

研发了一套血流介导皮肤荧光光谱(FMSF)检测系统,该系统可以非侵入性地检测人体皮肤内烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)荧光光谱的动态变化;对该系统中的荧光探头进行了仿真设计,以提高NADH荧光的收集效率.首先构建人体7层皮肤结构模型,采用蒙特卡罗(Monte-Carlo)方法模拟组织中光子的传输规律;然后探究了收集光纤的纤芯直径、激发光纤与收集光纤的近边缘距离、光纤探头与皮肤之间的距离等对荧光光谱检测的影响;最后根据模拟结果研制了一套光纤探头,并将其应用于皮肤NADH荧光光谱检测系统中.结果 表明:采用该系统结合闭塞后反应性充血可以在体检测NADH荧光光谱,光谱强度呈现一种明显的动态变化.与现有技术相比,基于FMSF技术的皮肤NADH检测方法具有测量速度快、无创等优势,为研究线粒体能量代谢及糖尿病等相关疾病提供了先进的技术手段.     

激光诱导荧光装置用于海水可溶性有机物测量

水体可溶性有机物（也叫黄色物质,CDOM）,直接影响水体光学特性和遥感光谱特征,在水体生态系统、光学遥感、海洋碳循环中都发挥重要的作用。针对现有水体黄色物质（CDOM）常规测量需要对水样进行过滤等耗时耗力预处理过程,研制了一种水体黄色物质快速测量的可用于实验室及野外分析的激光诱导荧光仪,该仪器集成了405 nm激光激发、高光谱接收和特征荧光光谱解析技术,使得激光雷达能够从各种成分的叠加信号中分离和确认出特定组分。此外,在实验室测量和分析了温度对于CDOM荧光光谱的影响,并提出了一种荧光数据的温度校正算法。该仪器在中国东海2013年4月的测量结果与常规仪器测量结果具有显著的相关性（R2=0.83）,揭示了激光诱导荧光技术在CDOM实时监测上的应用潜力。     

一种应用于生物医学的荧光光纤温度计

设计了一种基于固体荧光材料(Cr:LiSAF)的荧光光纤温度计.分析了系统荧光材料的吸收和发射特性,研制了Cr:LiSAF的光纤测温探头.实验表明,该系统具有较高的精度和分辨率,在20～50 ℃的温度范围特别适合生物医学领域的温度测量.     

基于ICCD的机载海洋荧光激光雷达模拟研究

机载海洋荧光激光雷达是最有效的海洋环境监测手段之一, 世界上许多国家发展了机载海洋荧光激光雷达系统,并成功的应用于业务化测量。根据国际机载荧光激光雷达系统发展趋势,本文对基于512通道ICCD的机载海洋荧光激光雷达系统进行了实验室实验模拟和计算,对其可行性进行了评估。本文采用单脉冲能量70uJ的355nm Nd:YAG激光器作为激发光源,直径100mm,的透镜收集探测距离5米远荧光信号,信号具有较好信噪比。模拟计算表明,对于同样基于ICCD探测的机载海洋激光雷达,采用20Hz、单脉冲能量80mJ的激光器和200mm口径望远镜在150米探测距离可获得与实验室相当的结果。     

激光诱导荧光探测放射性废物

劳伦斯利弗莫尔和劳伦斯伯克利国立实验室的研究工作者们正在发展一项激光荧光技术，用该技术能够探测贮存的核反应堆废物的渗漏。利弗莫尔的Fred．P．Milanovich认为：该技术在鉴定和测量浓度低到10^-18克分子的锕系（包括铀、钚、镅）元素时，比任何其它的检测方法要灵敏“几千倍”。     

荧光基光纤化学传感器

提出一种在荧光基化学传感器应用中同时确定温度和分析浓度的方法。该方法适用于以钌合成物荧光性的猝灭为基础的光学氧传感器。采用激励辐射和吸收长通滤波器进行温度测量。获得的初步结果表明，氧测量的耐久性与光功率电平的温度无关。此外还研究了用半导体毫微粒子进行自基准测量的可能性。为了优化传感器设计，试验和比较了进行氧传感的几种不同光纤探头的几何结构，包括将辐射耦合到光纤系统中的不同方法。对水溶液中作为光纤pH传感器固定载体的聚乙烯醇（PVA）和聚丙烯酰胺薄膜进行了试验。获得的一些结果证明，光纤pH指示剂可以用于远程监测。     

中科院西安光机所荧光光纤温度传感器及测量系统项目取得新进展

由中科院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室研制、具有完全自主知识产权的荧光光纤温度传感器及测量系统近日完成小批量生产研究，并已提供给智能电网、生物医疗、石油化工、工业微波、电源管理、科学研究和军事国防等领域十多家单位应用，受到用户好评。     

一种基于荧光机理的光纤气体测量仪

根据二氧化硫气体在短波长光激发下能发射荧光的机理,研制了一种监测其含量的荧光光纤测量仪,仪器采用10 Hz脉冲驱动的氙灯作为激发光源,结合光纤传感和PIN PD技术,实现了对二氧化硫气体含量的在线测量.同时,改变仪器的某些参数如滤光片的中心波长等,还可以进行其他气体含量的测量.     

多通道海洋荧光激光雷达溢油监测系统

主要介绍了可用于海上溢油监测的多通道海洋荧光激光雷达系统及实验研究.该激光雷达系统采用Nd:YAG激光器三倍频激光(355 nm)作为探测光源,使用口径为20 cm的卡塞格林望远镜接收海面返回的荧光信号,经光栅光谱仪分光后对380 - 690 nm范围内的荧光信号进行采集.通过实验室激光诱发油样本的荧光数据分析,研究了...     

基于光纤布里渊散射的分布式海洋水温获取技术

海水温度的分布情况具有极其重要的实际价值.分析了几种光纤散射测温技术,研究了基于布里渊散射技术的分布式光纤测温技术,从理论上分析了布里渊散射光的频移和强度与海水温度和应力的关系,设计了基于此技术的分布式海洋水温获取系统.     

基于特征荧光光谱的铜绿微囊藻MC-LR的快速预测

以自然水体为培养基对铜绿微囊藻(Microcystic aeruginosa)进行了为期95天的实验室培养.测量了铜绿微囊藻不同生长阶段培养水体的三维荧光光谱和同步扫描荧光光谱,并且同步分析了藻类叶绿素a浓度和胞外微囊藻毒素MC-LR浓度.结果表明:根据三维荧光光谱得到荧光信号A、信号X和信号C,分别代表类蛋白、海洋腐...     

光纤荧光免疫传感器

光纤荧光免疫传感器吴冠英，白延涛，戴长生（中国科学院安徽光机所，合肥，２３００３１）通过光纤将激发光源、荧光接收系统和荧光标记免疫敏感探针有机地用合成一体，组成光纤荧光免疫传感器．国外有关它的报导较多．如美国海军实验室采用ＴＭＭＴＣ荧光亲为示踪物，标...     

基于荧光猝灭原理的硝基芳烃类爆炸物检测实验研究

基于荧光猝灭原理,以共轭荧光聚合物MEH-PPV为荧光指示剂,采用塑料光纤作为传感和传光元件进行硝基芳烃类爆炸物检测。实验采用探测荧光指示剂荧光寿命的方法进行爆炸物检测,荧光指示剂的荧光寿命利用相移法进行测量。测量了不同荧光指示剂浓度时系统对爆炸物检测的灵敏度,发现当MEH-PPV质量浓度为10 mg/L时,系统的灵敏度最高;研究了U形、双锥形、螺旋形塑料光纤传感头对系统灵敏度的影响,发现双锥形传感头的灵敏度最高;测试了荧光指示剂MEH-PPV的稳定性,实验表明光照会加快MEH-PPV的漂白速度。