《全光纖外差干涉型SPR感測器技術》是依託大連理工大學,由荊振國擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：全光纖外差干涉型SPR感測器技術
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：荊振國
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
SPR效應的相位調製模式僅需要固定入射角度的單色光信號，系統中無複雜的機械結構，非常適合套用在光纖SPR感測系統中。相位調製模式具有最高的理論靈敏度，可以彌補光纖SPR感測系統與台式波長調製模式SPR感測系統之間的靈敏度差距。現有相位調製型SPR光纖感測器方案實現了兩個正交偏振態嚴格的共光路傳輸，但是為了在傳輸兩路正交偏振外差信號同時，避免引入雙折射效應，無法實現整個系統全光纖化，缺乏光纖感測系統所具有的套用靈活性，並且穩定性有待改善。針對現有研究中存在的問題，在本項目方案中，提出利用低雙折射光纖傳輸正交偏振外差信號實現系統全光纖化，提出利用壓電陶瓷結合橢圓纖芯高雙折射光纖實現的低成本全光纖雙偏振外差調製方案，提出在系統中採用正弦信號形式的外差調製，實現具有更佳系統穩定性、測量解析度和套用靈活性的全光纖外差相位調製型SPR感測器系統
結題摘要
在本項目的研究工作中，針對光纖中SPR效應，建立了纖芯介質、金屬層、待測物質多層膜結構的理論與數值計算模型。通過數值模擬，研究了不同材質、不同厚度金屬層情況下，待測物質折射率變化與光波長、強度和相位變化的數值關係。針對光纖偏芯雙模Michelson干涉儀中包層模有效折射率對環境折射率敏感的效應，利用BPM算法對纖芯模式和包層模式的耦合行為進行了數值分析研究，得出了外界環境折射率與包層模的有效折射率關係以及基模與部分包層模間的耦合關係。設計實現反射形式的光纖芯模-包層模Michelson干涉儀折射率感測器，利用該結構實現1.3~1.4範圍內折射率測量。對光纖偏芯雙模Michelson干涉儀的溫度效應進行了實驗研究，通過溫度補償，消除溫度對摺射率測量的影響。基於光纖非平衡干涉儀，利用PGC解調技術，對動態信號的解調機制進行系統實現和實驗研究。
