基于光纤布拉格光栅的化学传感器.pdf

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1、第14卷第5期光学精密工程VOl.14NO.5Z006年10月OpticsandPrecisiOnEngineeringOct.Z006文章编号1004-9Z4X(Z006)05-0771-04基于光纤布拉格光栅的化学传感器桑新柱1!余重秀1!颜玢玢1!T.MayteevarunyOOZ!吕乃光3!张琦1"1.北京邮电大学电子工程学院光通信与光波技术教育部重点实验室!北京100876#Z.马哈那空科技大学通信工程系!曼谷10530泰国#3.北京机械工业学院电子信息工程系!北京100085$摘要!除掉光纤布拉格光栅的包层9可以使它的布拉格波长对外界环境的折射率变化敏感o采用氢氟酸腐

2、蚀掉光纤布拉格光栅的包层9获得了直径约为6卜m的布拉格光栅o实验研究了布拉格波长对化学溶液的浓度敏感性特征9结果表明:采用10pm分辨率的光谱仪9丙二醇溶液在低浓度时的浓度分辨率为0.79在高浓度时的分辨率为0.3Z;糖溶液在低浓度时的分辨率为0.559高浓度时为0.1o采用商用的分辨率为1pm的高精度波长解调系统9它们的分辨率可以提高一个数量级o关键词!光纤布拉格光栅!化学传感器!生物传感器!折射率中图分类号!TPZ1Z.Z"TNZ53文献标识码!AChemicalsensOrbasedOnafiberBragggrating19YUChOng-xiu19YANBin-bin1

3、9T.MayteevarunyOOZ9L"UNai-guang39Z~ANGi1SANXin-Zhu(1.Ke$Laborator$ofOPticalCommunicationandLightwaUeTechnologiesofMinistr$ofEducation9SchoolofElectronicEngineering9BeijingUniUersit$ofPostsandTelecommunications9Beijing1008769China;Z.DePartmentofTelecommunicationEngineering9MahanakornUniUersit$

4、ofTechnolog$9Bangkok105309Thailand;3.DePartmentofElectronicInformationEngineering9BeijingInstituteofMachiner$9Beijing1000859China)Abstract:BraggWavelengthsensitivitytOtherefractiveindexOftheambientmediacanberealiZedbyetchingOutthecladdingOffiberBragggrating.AfiberBragggratingWiththediameterOf

5、6卜misabtainedthrOughhydrOfluOric(~F)acidetching.BraggWavelengthsensitivitytOchemicalsOlutiOnsisexperimentallyinvestigated.WithanOpticalspectrumanalyZertOdetecttheWavelengthshift9thecOncentratiOnresOlutiOnsOfprOpyleneglycOlsOlutiOnsare0.7and0.3ZatlOWandhighcOncen-tratiOns9respectively.FOrsugar

6、sOlutiOns9cOncentratiOnresOlutiOnsare0.55and0.1respective-ly.InadditiOn9thecOncentratiOnresOlutiOnscanbeimprOvedanOrderOfmagnitudeWithWavelengthinterrOgatiOnmOduleOf1pmresOlutiOn.KeyWOrds:fiberBragggrating;chemicalsensOr;biOsensOr;refractiveindex收稿日期!Z006-03-Z1"修订日期!Z006-07-18.基金项目!北京市教委科技发展计

7、划(NO.Z00411Z3Z005);北京市机电系统测控重点实验室开放项目电子工程学院博士启动基金项目资助o77Z光学精密工程第14卷下光纤的有效折射率与溶液的折射率存在一定13]1引言的依赖关系由方程(1)给出的布拉格波长和有效折射率的关系可以利用布拉格波长的移动在工业生产~工程建设~医疗和生态保护过程量反映化学溶液浓度的变化从而实现对化学溶中需要检测许多物理和化学参数因此需要大量液浓度的传感的传感系统与传统的传感器相比光传感器有突出的优点如对电磁场不敏感高敏感性和响应3实验