[发明专利]一种光纤布拉格光栅传感器在线测量微生物膜厚度的方法

摘要

一种光纤布拉格光栅传感器在线测量微生物膜厚度的方法，其特征在于：测量步骤是：步骤一、通过阿贝尔折射率计和光学显微镜标定微生物膜厚度d和微生物膜折射率n₂，从而确定微生物膜折射率n₂与微生物膜厚度的关系函数f(n₂)；即确定d＝f(n₂)；步骤二、将特定的D型光纤布拉格光栅传感器置于生物膜滴滤塔中；步骤三、宽带激光光源发射出波长为1450nm-1590nm的宽带激光，通过光纤隔离器注入到光敏单模光纤中，经过光纤耦合器后沿光纤传输到D型光纤布拉格光栅；处于谐振中心波长λ₀的激光在D型光纤布拉格光栅中将发生强烈的反射，则反射回来的激光经过光纤耦合器后再经过光纤隔离器输出到光谱分析仪中，光谱分析仪将显示出谐振中心波长的大小，由此可以得出微生物膜此时的折射率大小。

主权项

1、一种光纤布拉格光栅传感器在线测量微生物膜厚度的方法，其特征在于:测量步骤如下:步骤一、通过阿贝尔折射率计和光学显微镜标定微生物膜厚度d和微生物膜折射率n2，从而确定微生物膜折射率n2与微生物膜厚度的关系函数f(n2)；即确定d＝f(n2)；步骤二、将特定的D型光纤布拉格光栅传感器置于生物膜滴滤塔(18)中；所述特定的D型光纤布拉格光栅传感器由光敏单模光纤(8)、陶瓷基底(5)构成，其中，光敏单模光纤(8)由纤芯(1)、包层(2)和光纤涂覆层(3)组成，所述纤芯(1)的直径约为3μm-4μm，同时，在所述光敏单模光纤(8)中写有光纤布拉格光栅(6)，在所述陶瓷基底(5)的两端分别开有两个半圆槽(19)，在陶瓷基底(5)的中央位置开有一个光纤槽(21)，光纤槽(21)的直径比光纤直径略大2微米，光敏单模光纤(8)固定在陶瓷基底(5)中的光纤槽(21)中，并且光纤布拉格光栅(6)位于陶瓷基底(5)正中间的位置；步骤三、宽带激光光源(10)发射出波长为1450nm-1590nm的宽带激光，通过光纤隔离器(13)注入到光敏单模光纤(8)中，经过光纤耦合器(15)后沿光纤传输到D型光纤布拉格光栅(6)；处于谐振中心波长λ0的激光在D型光纤布拉格光栅(6)中将发生强烈的反射，而其他波长的激光的反射很小，将透射过D型光纤布拉格光栅(6)向前传输；则反射回来的激光经过光纤耦合器(15)后再经过光纤隔离器(13)输出到光谱分析仪(11)中，光谱分析仪(11)将显示出谐振中心波长的大小，由此可以得出微生物膜此时的折射率大小，再根据步骤一确定的微生物膜折射率n2与微生物膜厚度的关系函数d＝f(n2)得到微生物膜厚度。