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古天乐澳门太阳集团城app 低成本，超高敏感性光纤折射率传感器的开发

tadagami shujiTaue Shuji

专业: 光学古天乐澳门太阳集团城app，光学应用工程

从熟悉的产品到尖端科学，光学技术在现代社会中是必不可少的。光学应用工程专家Tagami副教授已经研究并开发了光学测量技术，该技术利用了光线和与材料的互动的特性，并旨在将其应用于包括工业，生物技术和医疗保健在内的广泛领域。其中之一是传感器的开发，该传感器古天乐澳门太阳集团城app光纤从溶液的折射率变化中测量溶液的浓度。 “古天乐澳门太阳集团城app光纤内发生的光的干扰，可以进行超敏感的测量。” Tagami副教授和其他人通过利用古天乐澳门太阳集团城app“多模具干扰结构”的光纤传感器成功地实现了极其简单的结构，该传感器可以简单地通过融合商业上可用的光纤进行通信来测量折射率，并实现了高灵敏度，这是传统技术的问题。

古天乐澳门太阳集团城app“多模型干扰结构”来实现高灵敏度，并古天乐澳门太阳集团城app简单的结构

在包括工业，医疗和食品在内的许多领域，控制包括盐水在内的水溶液浓度的技术至关重要，并且所古天乐澳门太阳集团城app的传感器需要高精度。尽管这些测量大多数都古天乐澳门太阳集团城app电导率计，但有必要将电极浸入溶液中，从而导致诸如电极组件的洗脱和电极的腐蚀等问题。希望开发一种可以高精度测量溶液浓度的方法，而无需古天乐澳门太阳集团城app电极，该方法可测量古天乐澳门太阳集团城app光测得的溶液的折射率浓度的浓度引起人们的注意。古天乐澳门太阳集团城app此技术的传感器已经被实用，但是高灵敏度需要精确的光学系统，从而导致诸如大传感器尺寸和高成本之类的问题。作为回应，Tagami副教授和其他人古天乐澳门太阳集团城app具有出色腐蚀性的光纤开发了新的传感器，并一直在研究以提高其敏感性。
Tagami副教授谈到他开发的传感器时说：“关键是要充分利用在不古天乐澳门太阳集团城app复杂光学系统的情况下发生在光纤内的干扰。”这里古天乐澳门太阳集团城app的光纤传感器是多模式干扰结构。单模纤维（SMF）的核心直径很小，只传输一个空间模式，而多模式纤维（MMF）的核心直径较厚，并且可以在混合物中传递多个空间模式。因此，在MMF中，多种模式彼此干扰，并在某些位置进行了光伴侣，从而产生与输入光的波相同的图像。在此光点获得的大干扰信号是提高灵敏度的关键。
那么，如何衡量外部解决方案的折射率变化？光纤是中央核心的两层结构和覆盖周围环境的覆盖物，当光线在核心内完全反射时，产生了从边界表面略微渗出的光组件。这称为evanevancent Light。 evansentencent的光可以加载信息，例如由位于边界表面靠近反射光的溶液引起的吸收和散射，并且随着外部溶液的变化，evaneSent的光线会渗出长度。因此，在古天乐澳门太阳集团城app光纤折射率传感器中，已经利用了溶液与逃生光之间的相互作用。但是，为了利用逃生的光，删除包裹层与核心接近度的主流方法是主流的，并且处理很困难，因此并未在实际古天乐澳门太阳集团城app中广泛古天乐澳门太阳集团城app。

Tagami副教授和其他人设计了一种“ SMS结构”，其中没有包裹层的MMF的两端都夹在SMF之间，SMF是一种结构，该结构允许古天乐澳门太阳集团城appEvanescent Light与外部材料相互作用。我们已经构建了一个“光学干涉仪”，可以同时古天乐澳门太阳集团城appMMF之外的evanscent Light。

多种古天乐澳门太阳集团城app技术。我想追求这种可能性

古天乐澳门太阳集团城app该传感器的实验表明，可以将其应用于乙醇溶液和氯化钠溶液中的浓度测量。它还表明，通过设计古天乐澳门太阳集团城app的光纤类型，它可以以10-6的顺序达到世界上最高水平的测量灵敏度。他希望说：“我们也许只能古天乐澳门太阳集团城app一种光纤来实现极其敏感的折射率测量。”
古天乐澳门太阳集团城app市售的通信光纤具有许多优势，例如，制造成本的大幅降低，古天乐澳门太阳集团城app超细形状的微流路线安装以及远程监控。另一方面，在实际测量中，输出取决于由于所古天乐澳门太阳集团城app的设备和环境而引起的噪声，解决方案流和温度，因此挑战仍然是构建强大的传感器系统，该系统可以响应环境中的较小变化。为了解决这个问题，他们正在努力将他迄今为止所获得的技术和知识融合在一起，例如设计光纤流动路径和加工玻璃管。
在工业应用中，该公司不仅考虑将其应用于液体制造过程，例如饮料和调味料，而且还将其应用于生物技术领域，目的是将其发育开发到血液和体液中蛋白质（抗原）的检测中。那些固定蛋白质（例如抗体和抗原）在底物表面上并利用生物分子所具有的特定反应的蛋白质被称为感应系统，可实现选择性和高度敏感的检测。在这方面，我们还正在与其他大学开始研究，将一种称为光学频率梳子的特殊光源与传感器相结合，以使测量分子的选择性检测具有超敏感性。此外，在许多领域中的应用已广泛，包括监测人工透析中古天乐澳门太阳集团城app的透析液的浓度，以及古天乐澳门太阳集团城app电泳的古天乐澳门太阳集团城app，一种用于分离和分析DNA和蛋白质生物分子的方法。可以说，这种广泛的应用是光学技术的高潜力。
“由于传感器几乎完整，我认为这就是如何古天乐澳门太阳集团城app它。光的应用范围很宽，可能需要隐藏在意外的地方。我想集中精力找到隐藏的需求。”

发布日期：2021年8月

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