基于锁相放大技术光纤气敏计的研究与开发

介绍了基于锁相技术的光纤气敏计的系统结构和工作原理，主要从通过运用荧光猝灭效应检测机制测量激励光和产生的荧光之间的相位差来实现对荧光的测量和锁相同步相干监测技术对检测信号的处理这两大部分来分析、处理、验证光纤气敏计的运作。     

光纤传感器在生物医学中的应用进展

光纤在医学和生物学中得到了广泛的应用,从光管道和压力传感器到复杂的化学传感器都与光纤有关.相干光纤束可用于内窥镜成像,而单光纤可用于近红外分层成像和光学相干分层成像.采用光纤还能方便地将光辐射传输到组织内,以激活靶标化学治疗药物.利用平面光纤光导将光波传输到测定部位的化学传感技术可以进行光度和荧光分析.光纤化学传感器还具有表面分子识别位点或化学反应部位,可用于特定分子的检测.这些化学传感器基于表面等离子体共振、干涉、光谱测量或荧光测量等原理.酶的生物识别或抗原抗体结合使光纤传感器可以获得高的特异性.近年来,测定的靶标分子的范围已从简单的气体分子和离子发展到了DNA等大分子.     

新型荧光传感器及其传感材料合成进展

近年来随着交叉学科的迅速发展,荧光传感器及其传感新材料作为材料科学和分析化学的结合点备受关注.对新型荧光化学传感器种类如膜传感器、光纤化学传感器、阴离子传感器、生物传感器的研究前沿以及制备传感新材料的溶胶-凝胶掺杂法、纳米粒子的表面功能化及沸石孔性材料吸附包埋法和用一步法制备无机/有机杂化传感材料3个方面作了详细的评述.同时报道了本实验室合成的有机/无机介孔杂化传感器材料的最新研究成果.     

荧光光纤温度传感器在微波消解仪中的应用

介绍了荧光光纤测温的基本原理及特点;温度的准确性是微波消解仪的一个重要技术指标,如何在消解实验的过程中实现对温度的准确测量,为此,设计了一种用于微波消解仪的荧光光纤测温系统。     

一种用于振动频率测量的光纤传感器

一种用于振动频率测量的光纤传感器Ｗ．Ｒ．ＰｈｉｌＰ等１、介绍振动分析广泛地应用于科学和工业，是一项重要的、经常使用的技术。标准振动传感器包括：应变仪、传声器、加速度计和光纤探测器等，每种都有它们具体的应用。光纤传感器可以用在需要高的分辨力的点测量，或...     

基于荧光机理的土壤农药浓度光纤检测系统

根据有机物分子受激发荧光的基本原理,分析了荧光法检测农药的可行性.基于光纤传感技术、荧光分析技术提出了一种能够检测土壤中有机农药浓度的光纤式荧光测量系统.系统以脉冲氙灯为激发光源,以特制的光纤式锥形探头探测荧光,以小型平场光谱仪实现荧光分光,以高速数据采集模块实现荧光信号的采集转换.该系统一次曝光即可获得农药的荧光光谱.利用该系统实现了不同浓度的西维因在土壤中荧光光谱实验,考察了系统的工作曲线和最低检测限.实验结果表明,系统能够获取分辨率较高的荧光光谱;在0.005 mg/kg~0.1 mg/kg范围内荧光强度和浓度基本呈线性关系;系统的最低检出限(LOD)可达0.005 mg/kg,相对标准偏差(RSD)≤3%.该系统能够满足土壤中农药浓度检测的需要.     

残留农药的光学检测技术和去噪处理

根据残留农药受到紫外光激发能够发出荧光的机理,研究了一种用于测量残留农药浓度的荧光光纤测量系统.该系统采用脉冲氙灯作为激发光源,光纤探测并传输荧光,电荷耦合器(CCD)作为荧光检测系统的光电转换器件.由于荧光是微弱信号,系统采用微弱信号处理电路对CCD输出信号进行了处理,并且采用相关双采样技术有效地抑制了CCD输出噪声的干扰.用该系统对吡虫啉溶液进行荧光分析,实现了对吡虫啉的快速测定,在5～100μg/L范围内,荧光强度和浓度基本呈线性关系,线性相关系数为0.9959.     

水中微量矿物油污染的光纤荧光监测技术及应用研究

通过对水中矿物油的荧光光谱特性进行理论分析和实验研究,提出并实现了监测水中微量矿物油含量的光纤荧光测量系统,进行了系统性能测试和现场应用实验研究。实验结果表明：应用光纤传感与传输技术的荧光法矿物油测量仪器,其理论正确、设计方案合理,为水中石油污染监测提供了一个全新的技术手段。     

全光纤荧光海水中叶绿素α浓度在线监测系统的研究

本文介绍了能够实现对海水中叶绿素α浓度在线测量的全光纤荧光测量系统。系统将荧光法、光纤技术相结合，采用超高亮度蓝色发光二极管作为激发光源，并配合有效的微弱信号检测技术。     

光纤温度测量控制系统

光纤温度测量控制系统三上顺一、前言近年来，随着光纤技术的进步，光纤在多种测量仪器中得到应用，在温度计方面也发表了各种光纤应用方式的设计方案。本文将介绍美国Ａｃｃｕｆｉｂｅｒ公司于１９８５年首先推出的使用蓝宝石传感器的光纤温度测量控制系统。它是一种基于...     

Distributed light delivery and detection via single optical fiber and tilted grating

A passive fiber-optic-based device is designed and analyzed, capable of delivering and detecting light separately or simultaneously at discrete points of interest along the optical axis of a fiber. This goal is achieved by implementation of multiple finite-length tilted gratings inside the core of a single-mode fiber. Each grating is tuned to function as a leaky electromagnetic resonator that resonates at particular wavelength and partially radiates the optical power to the medium surrounding the fiber. First, the basic element of such radiators is theoretically analyzed and a sequence of justifiable approximations are presented to measure the characteristic parameters of the system. Next, a set of equations are developed to provide a logical procedure for the design. This device has several potential applications in the field of fiber optic sensors. Few practical examples of such applications, particularly for optical stimulation of cells and fluorescence signal recording in sensitive tissues including the brain, are studied.     

高性能虚拟数字示波器的研究

目的 介绍了基于虚拟仪器设计软件Labview开发的高性能虚拟数字示波器系统，方法 由数据采集DAQ、接口总线、硬件驱动程序和虚拟软件数字示波器构件构成了虚拟示波器系统，并应用在光纤气体浓度检测系统中。结果与结论 在实际光纤气体浓度检测系统中的应用表明，该虚拟数字示波器很好实现检测信号的处理，并具有良好人机界面和性能。     

一种激光起爆系统检测技术

介绍激光起爆系统的主要构成及研究进展,针对激光起爆系统检测的难点,提出了一种简单、可行的检测方法。该文重点进行了激光起爆系统的外置式检测技术研究,包括激光起爆器的光路设计、检测光纤设计和耦合结构设计,并通过试验验证,解决了激光起爆器光路定量反射的问题,可为武器、航空航天等高可靠系统提供一定借鉴。     

基于CCD器件的苯甲酰脲类农药荧光检测系统

根据苯甲酰脲类农药在紫外光的照射下能够发出荧光的机理,设计了一种基于CCD(电荷耦合器件)的检测该类有机农药残留的光纤荧光测量系统.该系统以脉冲氙灯为激发光源,利用光纤探测和传输荧光,采用线阵CCD代替传统的光电倍增管作为荧光信号的光电检测元件,同时配备A/D高速数据采集卡,实现了单片机控制下荧光信号的光电转换以及数据采集,进而实现了对卡死克和盖虫散(氟铃脲)农药浓度的测量.实验结果表明,在激发波长分别为290nm和345nm时,卡死克和盖虫散的荧光强度分别在360nm和418nm处达到最大,最低检出限分别为12 μg/L和20 μg/L.在25～1 000μg/L范围内,荧光强度和溶液浓度基本呈线性关系.该测量系统灵敏度高,线性范围宽,可以满足荧光检测的要求.     

编入光纤后的3-D编织复合材料结构的力学建模

对于埋入光纤后的3-D编织复合材料结构进行了力学建模,介绍了光纤埋入编织材料结构的编织方法、工艺和走向,构建了含光纤部分编织复合材料结构的内胞模型,分析了光纤与纱线及内胞的相互几何关系,并采用多元变分法建立含光纤3-D编织复合材料结构的本构关系,理论计算结果与实验结果的相一致验证了光纤编入3-D编织复合材料结构中提高检测结构内部参数方法的可行性。      

Axial resolution limit of a fiber-optic fluorescence probe

We examine the limit of spatial resolution achievable when a sine optical fiber is used for excitation and collection of fluorescence from a bulk specimen. We calculate the probability of detecting a fluorescent particle as a function of its position relative to the fiber face, using excitation wavelength lambda, radius a, numerical aperture N.A., and the particle's fluorescence and absorbance spectra. Treating Rhodamine B as a model fluorescent analyte and using appropriate fiber parameters, we show that the maximum axial resolution (defined as the axial distance in a homogenous solution within which 50% of the detected signal originates) achievable is approximately 10 microm. We experimentally measured the axial resolution for a 500-microM aqueous solution of Rhodamine B with lambda = 543 nm, a = 1.31 microm, and a N.A. of 0.16 and found good qualitative agreement with the calculation.     

Fiber-amplifier-enhanced photoacoustic spectroscopy with near-infrared tunable diode lasers

A new approach to wavelength-modulation photoacoustic spectroscopy is reported, which incorporates diode lasers in the near infrared and optical fiber amplifiers to enhance sensitivity. We demonstrate the technique with ammonia detection, yielding a sensitivity limit less than 6 parts in 10(9), by interrogating a transition near 1532 nm with 500 mW of output power from the fiber amplifier, an optical pathlength of 18.4 cm, and an integration time constant of 10 s. This sensitivity is 15 times better than in prior published results for detecting ammonia with near-infrared diode lasers. The normalized minimum detectable fractional optical density, alphaminl, is 1.8 x 10(-8); the minimum detectable absorption coefficient, alphamin, is 9.5 x 10(-10) cm(-1); and the minimum detectable absorption coefficient normalized by power and bandwidth is 1.5 x 10(-9) W cm(-1)/square root Hz. These measurements represent what we believe to be the first use of fiber amplifiers to enhance photoacoustic spectroscopy, and this technique is applicable to all other species that fall within the gain curves of optical fiber amplifiers.     

The detection of an external acoustic impact on an optical fiber using a scattered-light interferometer

The results of a study of a scattered-light interferometer for detecting external acoustic impacts on optical fiber are presented. A method of scattered field demodulation using the phase diversity technique is proposed. The demodulated signal is shown to contain regions of fading, the causes of which are analyzed.