基于FBG反射谱信噪比测量的重金属离子传感器
DOI:
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作者:
作者单位:

(中国计量大学 光学与电子科技学院,浙江 杭州 310018)

作者简介:

董新永(1975-),男,山东人,博士,研究员 ,主要从事光纤激光器、光纤光栅和光纤通信等方面的研究.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金(61475147)、浙江省自然科学基金(Z13F050003)和中国科学院天文光学 技术重点实验室开放课题基金资助项目 (中国计量大学 光学与电子科技学院,浙江 杭州 310018)


Heavy metal ions sensor based on signal to noise ratio measurement of FBG
Author:
Affiliation:

(College of Optical and Electronic Technology,China Jiliang University,Hangzho u 310018,China)

Fund Project:

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    摘要:

    实现了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)及其末端 镀膜的高灵敏度Ni2+浓度光纤传感器。壳聚糖和聚丙烯酸(PAA) 通过自组装,以聚合物膜的形式直接聚合沉积在光纤末端。当Ni2+因螯合作 用而被膜吸附时,膜的折射率发生变化,从而 使光纤末端的菲涅尔反射发生改变。通过测量菲涅尔反射光谱中信噪比(SN R)的变化,就可以得到Ni2+的浓度。实验测得传感 器的最大线性灵敏度可达35.52dB/mM。利用SNR解调的方法不仅可以消除光源功率波动对测量精度的影响,同时可以利 用FBG谐振波长的漂移测量温度变化。本文实现的Ni2+浓度光纤传感器,具有良 好的灵敏度、成本低和结构简单等优点。

    Abstract:

    Nickel ions (Ni2+) probe with enhanced sensitivity is experimentally d emonstrated by using a normal fiber Bragg grating (FBG) cascaded with coating-functionalized fiber tip.The coating of chi tosan/poly acrylic acid (PAA) is formed directly onto the cleaved fiber tip via layer by layer assembly.When the Ni2+ is absorbed by the chitosan/PAA coating,the Fresnel reflectivity of the fibe r tip,which forms the noise background in the FBG′s reflection spectrum,can be modulated due to Ni2+-caused refractive index variation of the coating.T herefore,by tracing the variation of the signal-to-nois e ratio (SNR),measurement of Ni2+ concentration is achieved successfully with maximum sensitivity of 35.52dB/mM.By using the SNR demodulation method, we can not only eliminate the influence of power fluctuation of the light source on the demodulation accuracy and stability, but also allow independent temperature measurement through Bragg wavelength shif t of the FBG.The heavy metal ions sensor based on SNR measurement of fiber Bragg grating h as the advantages of low cost,miniature size,light weight and immunity to electromagnetic,which demonstrates a promising potential in the field of measurement of heavy metal ions.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

林云峰,杨菁怡,董新永.基于FBG反射谱信噪比测量的重金属离子传感器[J].光电子激光,2016,27(7):704~708

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  • 收稿日期:2015-12-28
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  • 在线发布日期: 2016-07-07
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