復(fù)旦大學(xué)采用光強(qiáng)檢測SPR傳感 精度提高100倍

  近日，復(fù)旦大學(xué)朱曉松博士課題組提出采用光強(qiáng)檢測SPR傳感方式，利用單色光的入射并檢測傳感器的輸出光強(qiáng)與折射率的關(guān)系，在靈敏度與波長檢測型傳感器相當(dāng)?shù)臈l件下，檢測精度和分辨率提升了2個(gè)數(shù)量級，檢測精度提高了100倍。該研究成果發(fā)表在光學(xué)學(xué)報(bào)第六期。
  空芯光纖SPR傳感器結(jié)構(gòu)圖(基管材料是石英玻璃，所鍍金屬膜材料為銀，內(nèi)部空腔為高折射率待檢測液體的流動空間)
   實(shí)驗(yàn)中搭建的實(shí)驗(yàn)裝置，上半部分虛線框內(nèi)為測量SPR傳輸光譜的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，采用寬譜光源鹵鎢燈和光譜儀，應(yīng)用于波長檢測型的SPR傳感實(shí)驗(yàn)。鹵鎢燈發(fā)出的寬譜光通過多模光纖耦合進(jìn)入空芯光纖SPR傳感器中，再通過多模光纖跳線導(dǎo)入光譜儀中(iHR550,Horiba)，從而得到傳輸光譜。待測液體在蠕動泵的作用下通過兩個(gè)專門制作的液路光路耦合接口器件泵入和泵出空芯光纖，待測液體為在400~800nm波段透明的不同濃度的甲基苯基硅油與煤油的混合溶液。
 搭建的實(shí)驗(yàn)裝置
  下半部分虛線框內(nèi)為用于強(qiáng)度檢測的SPR傳感實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，光源為波長532nm的單色半導(dǎo)體激光，經(jīng)多模光纖跳線耦合入空芯光纖，采用光功率計(jì)(NOVA Ⅱ，OPHIR)測量輸出光強(qiáng)。記錄并分析輸出光強(qiáng)與光纖內(nèi)充入液體的折射率之間的關(guān)系，即可獲得空芯光纖SPR傳感器在強(qiáng)度檢測模式下的性能。
  實(shí)驗(yàn)采用的空芯光纖SPR傳感器在其線性工作區(qū)域(折射率檢測范圍1.55~1.57)內(nèi)，最高分辨率達(dá)到了5.5*10-6 RIU，相比于波長檢測型空芯光纖SPR傳感器，分辨率提高了2個(gè)數(shù)量級。
  研究人員表示后續(xù)將采用多個(gè)不同波長的激光同時(shí)檢測的方式來實(shí)現(xiàn)在不更換空芯光纖的情況下擴(kuò)大傳感器檢測范圍。
   編輯點(diǎn)評
  該項(xiàng)研究采用寬譜光譜鹵鎢燈和光譜儀裝置，應(yīng)用于波長檢測型SPR傳感實(shí)驗(yàn)，通過鹵鎢燈發(fā)出的寬譜光獲得傳輸光譜，經(jīng)過下半部分檢測系統(tǒng)的記錄和分析，從而提高了精確度、分辨率和擴(kuò)大傳感器的檢測范圍，該研究成果得到使用將大大提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度，有助于開展相關(guān)科研工作。