基于光纖Bragg光柵的流體折射率梯度傳感器研究.pdf

1、隨著生物科學(xué)、生命醫(yī)學(xué)等學(xué)科的快速發(fā)展，對(duì)應(yīng)用于生化信息獲取的技術(shù)要求也不斷提高。光纖光柵生化傳感器以其微小尺寸、抗干擾性強(qiáng)、高靈敏度、實(shí)時(shí)性好等優(yōu)點(diǎn)，已成為光纖傳感技術(shù)與其他學(xué)科領(lǐng)域交叉研究的熱點(diǎn)之一。光纖光柵生化傳感器的基本原理都是通過(guò)測(cè)量外部介質(zhì)折射率（SRI）的變化量，間接的估算出被測(cè)參量的值或評(píng)估生化過(guò)程參量的狀態(tài)信息。因此，若能實(shí)現(xiàn)對(duì)SRI的測(cè)量，就可獲取更多與生化反應(yīng)過(guò)程相關(guān)的信息。
　　本文深入研究了光纖Bragg

2、光柵（FBG）的反射譜隨SRI變化的原理以及一般規(guī)律。并以該理論為基礎(chǔ)，獲得了FBG折射率梯度傳感器參數(shù)的設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)和制作出了一個(gè)“基于FBG的流體折射率梯度傳感器”，該傳感器的包層在被完全腐蝕的情況下具有高折射率靈敏度，最后將其應(yīng)用于4CCl溶液里面進(jìn)行測(cè)量。本課題的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）采用構(gòu)建的“傳輸矩陣法”，對(duì)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)不同的幾個(gè)FBG在折射率（RI）呈線性分布函數(shù)的液相介質(zhì)環(huán)境下的反射譜進(jìn)行理論仿真，分析傳

3、感器的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其反射譜的影響。
　?。?）設(shè)計(jì)和搭建管道內(nèi)非均勻液相介質(zhì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究FBG在RI呈線性分布函數(shù)的液相介質(zhì)環(huán)境下的反射譜，以驗(yàn)證及修正研究?jī)?nèi)容(1)中的理論仿真結(jié)論。
　?。?）基于理論仿真及實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，對(duì)FBG的反射譜特性（最大與最小微諧振峰波長(zhǎng)差、譜強(qiáng)度、譜帶寬等）與非均勻液相介質(zhì)的RI分布函數(shù)的特征參數(shù)（RI沿FBG軸向的梯度、RI在FBG兩端的差值等）的關(guān)系進(jìn)行定性和定量的分析。