[發明專利]一種基于多模光纖的多側拋溫度補償性SPR傳感器

在審

• 申請號: 202310582906.8
• 申請日: 2023-05-23
• 公開（公告）號: CN116593425A
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 曾祥龍;趙皖聰;師肖寧;郭安波;丁鵬
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理有限公司 11562
• 代理人: 劉芳

本發明公開了一種基于多模光纖的多側拋溫度補償性SPR傳感器，包括：鹵素寬譜光源，用于發射光；雙通道光纖SPR傳感器，與所述鹵素寬譜光源連接，用于根據環境改變光波長；石英V槽片，與所述雙通道光纖SPR傳感器連接，用于固定雙通道光纖SPR傳感器中的光纖；光譜分析儀，與所述雙通道光纖SPR傳感器連接，用于接收雙通道光纖SPR傳感器傳輸出的光信號，并將光信號轉換為電信號；計算機，與所述光譜分析儀連接，用于將所述電信號轉化為模擬信號并顯示模擬信號。本發明的基于多模光纖的多側拋溫度補償性SPR傳感器有效降低了溫度對折射率測量時造成的不確定性。

技術領域

本發明屬于光纖傳感技術領域，尤其涉及一種基于多模光纖的多側拋溫度補償性SPR傳感器。

背景技術

光纖傳感器利用光信號作為被測對象的信號傳輸媒介，借助光纖光路進行信號傳輸。外界環境參數，例如溫度、壓力、磁場和折射率等，會與光纖或連接光纖的調制器相互作用，從而轉變為可測量的光信號。通過測量光纖中傳輸光信號的光學特性的變化，例如光強度、波長、頻率、相位和偏振態等，就能獲得被測參數的信息。因此，光纖傳感器能夠對外界環境參量進行精確的傳感。由于電子傳感器的尺寸較大，因此它們的應用受到了限制。此外，電子傳感器會受到電磁噪聲的干擾，從而影響了傳感器的性能并降低了耐用性。相比之下，光纖傳感器具有許多優點，例如靈敏度高、抗電磁干擾、成本低、結構緊湊等，因此受到越來越多的研究人員的重視。目前，已經研制出了許多類型的光纖傳感器，包括光纖光柵傳感器、表面等離子體共振傳感器、光纖干涉傳感器等。

目前，D型光纖傳感器最大的不足在于技術條件和制造成本等因素的限制，使得大部分產品仍處于實驗室階段，不能夠批量生產。相比于其他更成熟的技術，光纖傳感器尚不能在實際生活中廣泛應用。本發明采用多模光纖制作，并采用我們提出的石英V槽陣列加工D型光纖，提高了制備成功率，且對加工完成的D型光纖起到了良好的封裝效果。這為光纖傳感器的普及提供了方向，并解決了其制備與封裝問題。

溫度和折射率是兩種基本環境參數，廣泛應用于環境監測、食品生產、醫學檢測以及生物傳感等領域。由于折射率與環境溫度密切相關，會隨溫度的變化而變化，因此需要同時檢測物體的折射率和溫度，并對折射率進行溫度補償，以提高折射率檢測的精確度。

總而言之，開發一種高靈敏度且制作成本低，可商用化的的溫度補償傳感器是現在光纖SPR傳感器的重要研究方向。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提出了一種基于多模光纖的多側拋溫度補償性SPR傳感器，以解決上述問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于多模光纖的多側拋溫度補償性SPR傳感器，包括：

鹵素寬譜光源，用于發射光；

雙通道光纖SPR傳感器，與所述鹵素寬譜光源連接，用于根據環境改變光波長；

石英V槽片，與所述雙通道光纖SPR傳感器連接，用于固定雙通道光纖SPR傳感器中的光纖；

光譜分析儀，與所述雙通道光纖SPR傳感器連接，用于接收雙通道光纖SPR傳感器傳輸出的光信號，并將光信號轉換為電信號；

計算機，與所述光譜分析儀連接，用于將所述電信號轉化為模擬信號并顯示模擬信號。

優選地，所述雙通道光纖SPR傳感器包括折射率傳感通道和溫度傳感通道；

所述折射率傳感通道用于檢測環境折射率；

所述溫度傳感通道用于檢測環境溫度。

優選地，通過所述石英V槽片固定雙通道光纖SPR傳感器時，使用紫外膠將光纖粘入V槽中。

優選地，通過四角研磨機對光纖進行磨拋得到兩個側拋區域，在一個側拋區域鍍上金膜得到折射率傳感通道，在另一個側拋區域鍍上金膜并涂覆一層聚二甲基硅氧烷得到溫度傳感通道。