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基于全相位滤波技术的光纤表面等离子体共振传感解调算法

曹玉珍 马金英 刘琨 黄翔东 江俊峰 王涛 薛萌 刘铁根

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基于全相位滤波技术的光纤表面等离子体共振传感解调算法

曹玉珍, 马金英, 刘琨, 黄翔东, 江俊峰, 王涛, 薛萌, 刘铁根

Optical fiber SPR sensing demodulation algorithm based on all-phase filters

Cao Yu-Zhen, Ma Jin-Ying, Liu Kun, Huang Xiang-Dong, Jiang Jun-Feng, Wang Tao, Xue Meng, Liu Tie-Gen
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  • 基于生物样品检测对折射率传感的迫切需求,构建一种全光纤表面等离子体共振(surface plasmon resonance,SPR)系统,并针对其设计了基于全相位滤波技术的SPR特征波长传感解调算法.基于系统仿真,理论计算了光纤SPR传感器的折射率传感灵敏度.采用全相位滤波技术提取光纤SPR传感器透射光谱的特征波长,理论推导了全相位滤波器的解析表达式.实验结果表明,使用本算法的光纤SPR传感器折射率传感灵敏度为1640.4 nm/RIU,折射率检测的分辨率是7.3610-4 RIU,与传统方法相比,有效提高了系统的检测精度和抗光源扰动性能,降低了实验成本.
    Aiming at the urgent requirements for refractive index detection in the biological sample detection area, an all-fiber surface plasmon resonance (SPR) system is established in this paper. And the SPR characteristic wavelength demodulation algorithm is proposed for this system based on all-phase filter technique. According to the system simulation, the refractive index sensing sensitivity of the fiber SPR sensor can be calculated theoretically. By using the all-phase filter technique, the characteristic wavelength of the fiber SPR sensor can be extracted, and the theoretically analytical expression of the all-phase filter can be obtained. The experimental results show that the refractive index sensing sensitivity and the detection resolution of the fiber SPR sensor are 1640.4 nm/RIU and 7.3610-4 RIU respectively by using this algorithm. Compared with the traditional methods, our algorithm can improve the detection precision and the anti-light-disturbance performance and reduce the costs as well.
      通信作者: 刘琨, beiyangkl@tju.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61475114,61227011)和国家重大科学仪器设备开发专项(批准号:2013YQ030915)资助的课题.
      Corresponding author: Liu Kun, beiyangkl@tju.edu.cn
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 61475114, 61227011), and the National Instrument Program, China (Grant No. 2013YQ030915).
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-10-09
  • 修回日期:  2017-01-05
  • 刊出日期:  2017-04-05

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