先进光纤传感技术 - 华中科技大学光学与电子信息学院

光电信息科学与工程专业本科培养计划（中法班）Undergraduate Program for Specialty in Optoelectronic Information Science and Engineering for Sino-France Class一、培养目标Ⅰ．Educational Objectives培养德、智、体全面发展，在光电子与信息技术领域具有系统、扎实的理论基础和较宽广的专业知识，较强的英语、法语语言能力和实践动手能力，良好的人文素质和创新精神，在光学与光电子技术方面具有专长的高素质人才。

毕业生能在国内外光电子与信息技术领域研究院所、高等院校及高新技术企业从事科学技术研究、产品设计开发等方面的工作。

Aiming at preparing all-rounded, high-quality talents with international competence, this program will enable students to be solid grounded in basic theory, wide-ranged in specialized knowledge capable of practical work, the free use of English and French, also enable students with humanities and arts, innovation spirits. Students can be fit into jobs internationally in IT research centers and colleges. They can do research, design and develop the integrated system in Information Science and Technology area.二、基本规格要求Ⅱ．Skills Profile毕业生应获得以下几个方面的知识和能力:1．具有扎实的数理基础；2．掌握光学与光电子、电子信息、计算机工程、光电子材料的基本理论和方法；3．具有在光电子与信息技术领域从事理论研究和应用开发的能力；4．了解光电子与信息技术领域科技发展动态；5．具有较强的英语和法语语言能力；6．掌握文献检索、资料查询综述和撰写科学论文的能力；7．具有良好的人文素质、较强的组织协调能力；8．具有较强的创新精神。

第５１卷　第４期 激光与红外Ｖｏｌ．５１，Ｎｏ．４　２０２１年４月 ＬＡＳＥＲ　＆　ＩＮＦＲＡＲＥＤＡｐｒｉｌ，２０２１ 文章编号：１００１ ５０７８（２０２１）０４ ０３９５ ０９·综述与评论·长距离布里渊光时域反射光纤传感技术进展黄　强１，２，孙军强１，包宇奔１，刘新波２（１ 华中科技大学武汉光电国家研究中心，湖北武汉４３００７０；２ 多电源地区电网运行与控制湖南省重点实验室，湖南邵阳４２２０００）摘　要：大型桥梁坍塌、建筑物倾斜、冰灾造成输电杆塔倒塌大范围停电等自然灾害新闻屡见不鲜，对类似这些设施的监测研究成为热点。

布里渊光时域反射（ＢＯＴＤＲ）光纤传感具有分布式温度／应变同时传感、单端注入与测量等优点而被人们广泛采用。

本文针对长距离光纤传感应用场景，分析了ＢＯＴＤＲ传感机理；综述了近２０年以来１０ｋｍ及以上长距离ＢＯＴＤＲ光纤传感系统的发展和关键技术；总结了基于数据处理、脉冲编码、多波长探测、高消光比调制、拉曼、窄线宽光源、单光子探测技术改善ＢＯＴＤＲ性能指标的基本原理及具体指标值。

展望了进一步提高系统信噪比、空间分辨率、传感距离、缩短整个系统的测量时间，优化多个性能参数；进一步增加除温度／应变传感参量，提升系统功能；进一步解决温度／应变交叉敏感问题都将成为长距离ＢＯＴＤＲ系统今后的发展方向。

关键词：长距离；ＢＯＴＤＲ；分布式光纤传感；信噪比；分辨率中图分类号：Ｏ４３６ ３；ＴＮ２５３ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ ５０７８．２０２１．０４．００１Ａｄｖａｎｃｅｓｏｆｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｉｎｌｏｎｇ ｒａｎｇｅＢｒｉｌｌｏｕｉｎｏｐｔｉｃａｌｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｓｅｎｓｉｎｇＨＵＡＮＧＱｉａｎｇ１，２，ＳＵＮＪｕｎ ｑｉａｎｇ１，ＢＡＯＹｕ ｂｅｎ１，ＬＩＵＸｉｎ ｂｏ２（１ ＷｕｈａｎＮａｔｉｏｎａｌＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７０，Ｃｈｉｎａ；２ ＨｕｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＧｒｉｄｓＯｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌｏｎＭｕｌｔｉ ＰｏｗｅｒＳｏｕｒｃｅｓＡｒｅａ，Ｓｈａｏｙａｎｇ４２２０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｔｈｅｈｅａｌｔｈｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｌａｒｇｅｂｒｉｄｇｅｓ，ｂｕｉｌｄｉｎｇｓａｎｄｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｔｏｗｅｒｓｈａｓｂｅｃｏｍｅａｒｅｓｅａｒｃｈｈｏｔｓｐｏｔ Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎｏｐｔｉｃａｌｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ（ＢＯＴＤＲ）ｆｉｂｅｒｓｅｎｓｉｎｇｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ／ｓｔｒａｉｎｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｓｅｎｓｉｎｇ，ｓｉｎｇｌｅ ｅｎｄｅｄｉｎｊｅｃｔｉｏｎａｎｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｅｒｅｖｉｅｗｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＢＯＴＤＲｓｅｎｓｉｎｇｆｏｒｌｏｎｇ ｒａｎｇｅｆｉｂｅｒｓｅｎｓｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ；ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓａｎｄｓｐｅｃｉｆｉｃｉｎｄｉｃａｔｏｒｖａｌｕｅｓｏｆ１０ｋｍａｎｄａｂｏｖｅｌｏｎｇ ｄｉｓｔａｎｃｅＢＯＴＤＲｆｉｂｅｒｓｅｎｓｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｎｒｅｃｅｎｔ２０ｙｅａｒｓ；ｗｅｓｕｍｍａｒｉｅｓｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｌｏｎｇ ｒａｎｇｅＢＯＴＤＲｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｓｅｎｓｉｎｇｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｐｕｌｓｅｃｏｄｉｎｇ，ｍｕｌｔｉ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，ｈｉｇｈｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎｒａｔｉｏｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，Ｒａｍａｎ，ｎａｒｒｏｗｌｉｎｅｗｉｄｔｈｌｉｇｈｔｓｏｕｒｃｅａｎｄｓｉｎｇｌｅ ｐｈｏｔｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｆｕｒｔｈｅｒｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｙｓｔｅｍｓｉｇｎａｌ ｔｏ ｎｏｉｓｅｒａｔｉｏ，ｓｐａｔｉａｌｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｓｅｎｓｉｎｇｄｉｓｔａｎｃｅ，ｓｈｏｒｔｅｎｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｔｉｍｅｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｓｙｓｔｅｍ，ｏｐｔｉｍｉｚｅｍｕｌｔｉｐｌｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓ；ａｎｄｆｕｒｔｈｅｒｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｓｅｎｓｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｅｘｃｅｐｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ／ｓｔｒａｉｎ，ｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｓｙｓｔｅｍｆｕｎｃｔｉｏｎ；ａｓｗｅｌｌａｓｆｕｒｔｈｅｒａｄｄｒｅｓｓｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ／ｓｔｒａｉｎ基金项目：武汉市科技计划项目（Ｎｏ．２０１８０１０４０１０１１２７２）；湖南省科技计划重点项目（Ｎｏ．２０１６ＴＰ１０２３）；湖南省教育厅资助科研项目（Ｎｏ．１７Ｂ２３９）资助。

华中光电技术研究所华中光电技术研究所是一所位于中国华中地区的光电技术研究机构，致力于光电技术的研究与应用。

本文将从机构的背景介绍、主要研究方向、研究成果以及未来发展方向等方面进行阐述。

华中光电技术研究所是中国光学学会直属单位，成立于20世纪80年代。

经过多年的发展，目前已成为华中地区最具影响力的光电技术研究机构之一。

研究所拥有一支由资深专家和优秀研究团队组成的高水平科研队伍，并与多家国内外知名科研机构和高校保持密切合作关系。

研究所的主要研究方向包括光学成像与光电传感技术、光通信技术与设备、光电材料与器件、激光技术与应用等。

在光学成像与光电传感技术方面，研究所致力于提高光学成像系统的分辨率和灵敏度，开展红外成像与超分辨显微成像等研究工作，为国家安全和生物医学领域的发展做出了重要贡献。

在光通信技术与设备方面，研究所关注光纤通信与光纤传感技术的研究，致力于提高光纤通信系统的传输速率和容量，并开展光纤传感器的研制工作，为信息通信领域的发展提供了关键技术支持。

光电材料与器件是研究所的重点研究方向之一，研究所在该领域开展了光电材料的制备与表征、新型光电器件的研发等工作，为光电子工程领域的进一步发展提供了重要的技术基础。

此外，研究所还在激光技术与应用领域开展了相关研究，包括激光器的设计与制造、激光加工技术的应用、激光测量与检测技术等。

这些研究工作在制造业、环境监测等领域具有重要的应用价值。

研究所在各个研究领域都取得了一系列重要的研究成果。

其中包括一批国家级科技成果和专利，以及发表在国际学术刊物上的高水平论文。

这些成果不仅提升了光电技术水平，也为我国光电产业的发展做出了积极贡献。

未来，华中光电技术研究所将继续致力于光电技术的研发与应用，不断推动该领域的创新发展。

研究所将加强学术交流与合作，与国内外优秀机构和企业建立更紧密的合作关系，共同推动光电科技的进步。

同时，在人才培养方面，研究所将积极推动光电学科的发展，培养一批高水平的科研人才，为光电技术的发展培养更多的创新力量。

李凤舞光学工程39376.177.6激光与太赫兹功能实验室拟录取马云秀光学工程34086.475.36激光与太赫兹功能实验室拟录取李秋实光学工程36176.473.88激光与太赫兹功能实验室拟录取李瑶光学工程32883.272.64激光与太赫兹功能实验室拟录取朱毅宁（夏令营)光学工程37081.977.16激光与太赫兹功能实验室拟录取张帅(夏令营）光学工程37177.575.52激光与太赫兹功能实验室拟录取刘超平（夏令营）光学工程40082.380.92激光与太赫兹功能实验室拟录取聂雪莹光学工程33979.472.44激光与太赫兹功能实验室拟录取季洁光学工程37268.271.92激光与太赫兹功能实验室拟录取邓兴福(专）光学工程33966.367.2激光与太赫兹功能实验室拟录取唐胜（专）电子与通信工程34860.465.9激光与太赫兹功能实验室拟录取周润东光学工程34081.9373.6集成功能实验室拟录取曹汉元光学工程37578.3376.3集成功能实验室拟录取李霄光学工程36875.8774.5集成功能实验室拟录取赵一凡光学工程38384.4779.7集成功能实验室拟录取刘晔光学工程32089.674.2集成功能实验室拟录取刘锐光学工程3896673.1集成功能实验室拟录取朱松光学工程3968179.9集成功能实验室拟录取袁誉星光学工程38379.277.6集成功能实验室拟录取邱薇薇光学工程34778.7373.1集成功能实验室拟录取蔡衡光学工程40774.4778.6集成功能实验室拟录取张凌志光学工程37661.669.8集成功能实验室拟录取汪振政光学工程36469.471.4集成功能实验室拟录取朱曾元光学工程37868.5372.8集成功能实验室拟录取李洪雨光学工程37083.477.8集成功能实验室拟录取周扬光学工程36885.478.3集成功能实验室拟录取孙伟光学工程32288.1373.9集成功能实验室拟录取王耀乐电子科学与技术37657.6768.2集成功能实验室不予录取李媛（夏令营）光学工程34575.0571.4集成功能实验室拟录取孙雅丽（夏令营）光学工程36876.2574.7集成功能实验室拟录取石思潮（夏令营）光学工程36674.573.7集成功能实验室拟录取周海东（夏令营）光学工程39172.7576集成功能实验室拟录取吴瑾瑜（夏令营）光学工程37578.876.5集成功能实验室拟录取柯贤敏（夏令营）电子科学与技术3547974.1集成功能实验室拟录取李威（专）光学工程34968.9369.5集成功能实验室拟录取万立波（专）光学工程32664.4764.9集成功能实验室拟录取雷声（专）电子与通信工程33570.268.3集成功能实验室拟录取揭坤（专）光学工程32568.4766.4集成功能实验室拟录取李寒韦（夏令营）计算机科学与技术31276.1667.9存储功能实验室拟录取常恒计算机科学与技术3197166.7存储功能实验室拟录取鄢磊计算机科学与技术35971.271.6存储功能实验室拟录取张迪青计算机科学与技术31261.462存储功能实验室拟录取汪修能计算机科学与技术35286.376.8存储功能实验室拟录取夏路（夏令营）计算机科学与技术34483.4474.7存储功能实验室拟录取张文辉计算机科学与技术32165.764.8存储功能实验室拟录取潘媛媛计算机科学与技术33181.972.5存储功能实验室拟录取邹宇豪光学工程3646469.3存储功能实验室拟录取孙德辉（专）计算机技术31881.970.9存储功能实验室拟录取田庚光学工程33476.970.8生物医学光子学功能实验室拟录取张小宇光学工程33279.871.8生物医学光子学功能实验室拟录取刘小虎光学工程3377771.2生物医学光子学功能实验室拟录取秦少游光学工程3637272.4生物医学光子学功能实验室拟录取李雪光学工程3737775.6生物医学光子学功能实验室拟录取张晨光学工程34272.670.1生物医学光子学功能实验室拟录取宋贤林光学工程35378.973.9生物医学光子学功能实验室拟录取邓磊电子科学与技术38061.370.1生物医学光子学功能实验室拟录取张增浩（专硕）电子与通信工程3616067.3生物医学光子学功能实验室拟录取罗盘光学工程32775.369.4生物医学光子学功能实验室拟录取李宁生物医学工程33675.370.4生物医学光子学功能实验室拟录取娄阳生物医学工程32963.264.8生物医学光子学功能实验室拟录取彭雪（国家专项计划）生物医学工程2736860生物医学光子学功能实验室拟录取姚黎为光学工程37172.173.36激光与太赫兹功能实验室拟录取李田光学工程35371.470.92激光与太赫兹功能实验室拟录取牛丽婷光学工程32675.469.3生物医学光子学功能实验室拟录取阮航光学工程36866.970.92激光与太赫兹功能实验室不予录取查根胜光学工程34073.270.08激光与太赫兹功能实验室不予录取黄飞洪光学工程34268.768.52激光与太赫兹功能实验室不予录取罗嘉伟光学工程32460.863.2集成功能实验室不予录取周松光学工程34263.5366.5集成功能实验室拟录取马雄超光学工程32273.3368集成功能实验室放弃录取陈雷光学工程33359.0763.6集成功能实验室不予录取熊华学（专）电子与通信工程30452.236.5集成功能实验室不予录取胡可可计算机科学与技术330　39.6存储功能实验室不予录取柯凯光学工程32862.264.2生物医学光子学功能实验室不予录取蔡明宏（未报到）光学工程322　38.6生物医学光子学功能实验室不予录取程明光学工程33560.564.4生物医学光子学功能实验室不予录取叶博隆光学工程35763.668.3生物医学光子学功能实验室不予录取陈超光学工程32665.265.2生物医学光子学功能实验室不予录取王志光（未报到）生物医学工程361　43.3生物医学光子学功能实验室不予录取胡迪生物医学光子学36038.858.7生物医学光子学功能实验室不予录取熊梦杰光学工程 推免生　拟录取李满光学工程 推免生　拟录取夏余禹光学工程 推免生　拟录取周恒光学工程 推免生　拟录取刘业辉光学工程 推免生　拟录取徐尧光学工程 推免生　拟录取陈小林光学工程 推免生　拟录取周南光学工程 推免生　拟录取刘昭明光学工程 推免生　拟录取李毅光学工程 推免生　拟录取童文渊光学工程 推免生　拟录取姚海涛光学工程 推免生　拟录取罗玉婵光学工程 推免生　拟录取阳坚光学工程 推免生　拟录取李书轶光学工程 推免生　拟录取叶锋光学工程 推免生　拟录取张鹏光学工程 推免生　拟录取黄田利光学工程 推免生　拟录取羊琪光学工程 推免生　拟录取何永乐光学工程 推免生　拟录取周灿光学工程 推免生　拟录取李路长光学工程 推免生　拟录取董东冬光学工程 推免生　拟录取吴锋计算机科学与技术 推免生　拟录取唐蜜计算机科学与技术 推免生　拟录取李晓倩计算机科学与技术 推免生　拟录取林根计算机科学与技术 推免生　拟录取黄彩云计算机科学与技术 推免生　拟录取刘权计算机科学与技术 推免生　拟录取刘丽琼计算机科学与技术 推免生　拟录取颜学峰计算机科学与技术 推免生　拟录取廖雪琴计算机科学与技术 推免生　拟录取朱铭计算机科学与技术 推免生　拟录取王阿孟计算机科学与技术 推免生　拟录取刘丹生物医学工程 推免生　拟录取张亚伦生物医学工程 推免生　拟录取李梅花生物医学工程 推免生　拟录取徐浪生物医学工程 推免生　拟录取刘灵生物医学工程 推免生　拟录取金正怡生物医学工程 推免生　拟录取王钰洁生物医学工程 推免生　拟录取齐中阳生物医学工程 推免生　拟录取张超生物医学工程 推免生　拟录取李研研（专）光学工程 推免生　拟录取王云博（专）光学工程 推免生　拟录取周启豪（专）光学工程 推免生　拟录取杨晓坤（专）光学工程 推免生　拟录取黄开科（专）计算机技术 推免生　拟录取宋俊辉（专）计算机技术 推免生　拟录取郑营飞（专）计算机技术 推免生　拟录取孙贻妙（专）计算机技术 推免生　拟录取汤传阳（专）计算机技术 推免生　拟录取刘鑫伟（专）计算机技术 推免生　拟录取胡维政（专）计算机技术 推免生　拟录取童颖（专）计算机技术 推免生　拟录取。

光纤传感器的应用与发展摘要:本文主要阐述了传光型光纤传感器与传感型光纤传感器的基本原理,及光纤传感器的结构、原理、分类、特点、现状及发展趋，提出了光纤传感技术存在的问题以及发展方向，并介绍了光纤传感器的几种应用。

关键词:光纤传感技术调制发展趋势应用举例Abstract: The principles of some kinds of optical fiber sensors are introduced，and the optical fiber sensor's structure, the principle, the classification, the characteristic, the present situation and the development hasten .The problems and developing direction of optical fiber sensing technology are proposed. At the same time introduced optical fiber sensor's several kind of applications.Key words: fiber optic sensing technology；modulation；trend of development；application example0 引言近几年,传感器产量的年增长率均保持在10%以上,目前全球从事传感器生产和研制的单位达5000多家。

传感技术作为当今世界迅猛发展起来的技术之一,已经成为一个国家科学技术水平发展的重要标志。

光纤传感技术的出现与光导纤维和光纤通信技术的发展是分不开的，是一种崭新的传感技术。

光纤传感器是以光纤为材料的传感器。

本文阐述了光纤传感技术，及光纤传感器的原理、特点、现状及发展趋势，并介绍了光纤传感器的几种应用。

第４１卷㊀第１０期２０２０年１０月发㊀光㊀学㊀报ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＬＵＭＩＮＥＳＣＥＮＣＥＶｏｌ ４１Ｎｏ １０Ｏｃｔ.ꎬ２０２０文章编号:１０００￣７０３２(２０２０)１０￣１２６９￣１０基于荧光猝灭效应的光纤传感器研究进展陈㊀静ꎬ杨㊀曌ꎬ黄宇豪ꎬ周明辉ꎬ赵奔阳ꎬ夏㊀历∗ꎬ李㊀微(华中科技大学光学与电子信息学院ꎬ湖北武汉㊀４３００７４)摘要:光纤荧光传感器结合了荧光检测灵敏度高㊁鉴别性强和光纤体积小㊁抗干扰能力强等优点ꎬ由于部分荧光检测物质对荧光强度有猝灭作用ꎬ所以基于猝灭效应的光纤荧光传感器具有重要的研究意义ꎮ本文对基于荧光猝灭效应光纤传感器的研究进展进行综述ꎬ简要描述了荧光猝灭效应的检测机理ꎬ并根据传感光纤结构的不同ꎬ对光纤与荧光检测的结合机理进行了分类总结ꎮ在此基础上阐述了基于荧光猝灭效应的光纤荧光传感器在重金属离子检测㊁爆炸物检测等领域的应用ꎬ分析了猝灭剂㊁荧光材料的相互作用和传感器的性能指标ꎬ最后对其发展方向进行了展望ꎮ关㊀键㊀词:光谱检测ꎻ光纤传感ꎻ发光机理ꎻ荧光猝灭中图分类号:Ｏ４３３㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀ＤＯＩ:１０.３７１８８/ＣＪＬ.２０２００２０６ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒＳｅｎｓｏｒｓＢａｓｅｄｏｎＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅＱｕｅｎｃｈｉｎｇＥｆｆｅｃｔＣＨＥＮＪｉｎｇꎬＹＡＮＧＺｈａｏꎬＨＵＡＮＧＹｕ￣ｈａｏꎬＺＨＯＵＭｉｎｇ￣ｈｕｉꎬＺＨＡＯＢｅｎ￣ｙａｎｇꎬＸＩＡＬｉ∗ꎬＬＩＷｅｉ(ＳｃｈｏｏｌｏｆＯｐｔｉｃｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎꎬＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＷｕｈａｎ４３００７４ꎬＣｈｉｎａ)∗ＣｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇＡｕｔｈｏｒꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｘｉａｌｉ＠ｈｕｓｔ.ｅｄｕ.ｃｎＡｂｓｔｒａｃｔ:Ｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｓｅｎｓｏｒｃｏｍｂｉｎｅｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｈｉｇｈｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙꎬｓｔｒｏｎｇｄｉｓ￣ｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｓｍａｌｌｓｉｚｅꎬｓｔｒｏｎｇａｎｔｉ￣ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅａｂｉｌｉｔｙｏｆｆｉｂｅｒ.Ｂｅ￣ｃａｕｓｅｓｏｍｅｏｆｔｈｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｕｂｓｔａｎｃｅｓｈａｖｅａｑｕｅｎｃｈｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｉｎｔｅｎ￣ｓｉｔｙꎬｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｓｅｎｓｏｒｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｑｕｅｎｃｈｉｎｇｅｆｆｅｃｔｈａｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｓｉｇ￣ｎｉｆｉｃａｎｃｅ.Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒꎬｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｓｅｎｓｏｒｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｑｕｅｎｃｈｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｓｒｅｖｉｅｗｅｄ.Ｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｑｕｅｎｃｈｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｓｂｒｉｅｆ￣ｌｙｄｅｓｃｒｉｂｅｄ.Ｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒａｎｄｔｈｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｉｓｃｌａｓ￣ｓｉｆｉｅｄａｎｄｓｕｍｍａｒｉｚｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｓｅｎｓｉｎｇｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒ.Ｏｎｔｈｉｓｂａｓｉｓꎬｔｈｅａｐ￣ｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｓｅｎｓｏｒｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｑｕｅｎｃｈｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｓｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｉｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎꎬｅｘｐｌｏｓｉｖｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｏｔｈｅｒｆｉｅｌｄｓａｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄ.Ｔｈｅｉｎｔｅｒａｃ￣ｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｑｕｅｎｃｈｅｒａｎｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌꎬａｎｄｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｄｅｘｏｆｔｈｅｓｅｎｓｏｒａｒｅａｎ￣ａｌｙｚｅｄ.Ｆｉｎａｌｌｙꎬｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｓｅｎｓｏｒｓｂａｓｅｄｏｎｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｑｕｅｎｃｈ￣ｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｓｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｓｐｅｃｔｒａｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎꎻｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｓｅｎｓｉｎｇꎻｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｍｅｃｈａｎｉｓｍꎻｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｑｕｅｎｃｈｉｎｇ㊀㊀收稿日期:２０２０￣０７￣１４ꎻ修订日期:２０２０￣０８￣０４㊀㊀基金项目:国家自然科学基金(６１７７５０６５)资助项目ＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ(６１７７５０６５)１２７０㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第４１卷１㊀引㊀㊀言荧光检测法具有极高的灵敏度㊁良好的鉴别性和实时监测性ꎬ可以很好地将化学问题物理化处理[１]ꎮ２０２０年１月ꎬ新型冠状病毒肺炎疫情(简称新冠肺炎)全面爆发ꎮ荧光聚合酶链式反应(ＰＣＲ)检测仪在病毒确诊中起着关键作用[２]ꎻ但荧光ＰＣＲ检测仪仍在一些缺点ꎬ例如对操作人员及操作技术要求高㊁检测时间长㊁仪器体积庞大不易携带等[３]ꎮ而光纤具有体积小㊁价格便宜等优势ꎬ如果将光纤与荧光检测技术相结合ꎬ可以避免上述缺点ꎮ荧光猝灭是指溶剂分子使荧光分子发生猝灭的现象[４]ꎮ１９３１年ꎬＫａｕｔｓｋｙ在叶绿素荧光诱导实验[５￣６]中发现氧分子可以猝灭荧光ꎬ于是提出荧光猝灭原理[７]ꎮ氧分子㊁重金属离子㊁温度等都可以作为 荧光猝灭剂 ꎬ对荧光强度产生猝灭作用ꎬ基于荧光猝灭效应的传感器有效地利用了这一特点ꎬ具有重大的研究意义和应用价值ꎮ本文以基于荧光猝灭效应的光纤传感器为主题ꎬ通过对传感光纤结构进行分类的方式ꎬ详细地阐述了光纤与荧光检测的有机结合ꎬ综述了基于荧光猝灭效应的光纤传感器的应用领域ꎬ最后对其未来发展进行了展望ꎮ２㊀荧光猝灭原理２.１㊀荧光检测机理当光照射到某物质上时ꎬ其原子核周围的电子吸收光能量ꎬ从基态跃迁到高能级激发态ꎮ由于单线态的不稳定性ꎬ电子会恢复到基态自发辐射产生荧光ꎬ该现象称为弛豫[８]ꎬ荧光光谱较吸收光谱波长的红移称为斯托克斯位移[９]ꎮ根据待测物的不同ꎬ可以通过解调发射光谱[１０￣１１]㊁荧光强度[１２￣１３]和荧光寿命[１４￣１５]等参数来定量分析待测物ꎮ荧光检测法主要是基于具有荧光效应的物质进行直接检测或利用荧光染料标记法进行间接检测ꎮ２.２㊀荧光猝灭效应荧光猝灭可以简单地描述为通过荧光分子和猝灭分子的相互作用来减少荧光分子的荧光强度[１６]ꎮ荧光猝灭可以分为两个类别ꎬ分别是静态猝灭和动态猝灭ꎮ静态猝灭指两分子弱结合形成的复合物使荧光完全消失ꎻ动态猝灭则是一种电子转移或能量转移的过程ꎬ荧光的猝灭程度和猝灭剂有关[１７￣１８]ꎮ动态猝灭主要包括:浓度猝灭㊁杂质猝灭㊁温度猝灭等ꎬ其过程通常遵循Ｓｔｅｒｎ￣Ｖｏｌｍｅｒ方程:τ０τ＝Ｉ０Ｉ＝１＋ＫＳＶＣＱꎬ(１)其中ꎬＩ０㊁τ０㊁Ｉ和τ分别是浓度为ＣＱ的指示剂染料在不存在和存在猝灭剂时的荧光强度和荧光寿命ꎻＫＳＶ是Ｓｔｅｒｎ￣Ｖｏｌｍｅｒ猝灭常数ꎬ单位通常为浓度单位的倒数ꎬ与猝灭剂的猝灭效率有关ꎮ荧光信号取决于猝灭剂浓度ꎬ所以在包含或添加了荧光化合物的样品中ꎬ可以通过猝灭作用来确定其信息ꎮ３㊀传感光纤结构３.１㊀空间光耦合型光纤在荧光检测中最简单的应用是将其用于激发光和接收光的传输ꎬ荧光检测过程则在光纤外的空间中进行ꎮ由于激发光纤和接收光纤的分离式结构会导致大部分的荧光信号丢失ꎬ所以经典的结构是由１根激发光纤和６根接收光纤构成的组合光纤[１９]ꎮ但是在该光纤模式中ꎬ大量的入射光会被耦合进入低阶模式ꎬ并且被噪声信号干扰的接收光纤存在阈值饱和问题ꎬ影响荧光信号的解调ꎮ为解决上述问题ꎬＳａｎｄｒａ等[２０]将两根标准多模光纤组成一个直径约为１５０μｍ的光纤探针ꎬ如图１所示ꎮ该结构的传输功率损耗小于０.２ｄＢꎬ由于波导纤芯不耦合ꎬ不会造成无关干扰ꎮＭｏｒａｄｉ等[２１]则利用微流控芯片的高度集成化㊁低消耗等优势ꎬ提出如图２所示的蛇形通道微流控结构ꎬ同样可以有效地减少信号干扰ꎮ60滋m（a）PVC tube(2mm/1mm)Catheter21G(0.8mm/0.55mm)Dual fiber tip（b）（c）图１㊀双光纤探针的端面(ａ)㊁组成材料(ｂ)㊁传感探头(ｃ)ꎮＦｉｇ.１㊀(ａ)Ｅｎｄｆａｃｅｏｆｔｈｅｄｕａｌ￣ｆｉｂｅｒｐｒｏｂｅ.(ｂ)Ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｓｍａｔｅｒｉａｌ.(ｃ)Ｓｅｎｓｉｎｇｐｒｏｂｅ.㊀第１０期陈㊀静ꎬ等:基于荧光猝灭效应的光纤传感器研究进展１２７１㊀0.60i n c h2.40inchMixing channelsHPTS injection portSample injection portOutlet图２㊀蛇形结构微流控芯片Ｆｉｇ.２㊀Ｓｅｒｐｅｎｔｉｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｃｈｉｐ３.２㊀微结构光纤型光在纤芯中以驻波形式传输ꎬ传输过程中光波会部分透射进入光纤包层大约一个波长深度ꎬ而后反射回到纤芯ꎮ如图３所示ꎬ该透射光波的振幅随穿透深度的增加呈指数衰减ꎬ故称为倏逝波[２２]ꎮ拉锥光纤㊁裸芯光纤等微结构光纤可以有效地使倏逝波泄露ꎬ光纤泄露的倏逝波则可以激发荧光物质产生荧光ꎮn 2n 1波传播方向x倏逝场区驻波场强度zn 1＞n 2图３㊀光纤倏逝波原理图Ｆｉｇ.３㊀ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｅｖａｎｅｓｃｅｎｔｗａｖｅＬｉ等利用拉锥光纤结构搭建了如图４(ａ)所示的荧光传感系统[２３]ꎬ激光光源在光纤拉锥区泄露倏逝波ꎬ从而激发荧光染料罗丹明６Ｇ产生荧光ꎮ荧光信号在拉锥区域产生并且耦合进入光纤ꎬ图４(ｂ)~(ｄ)分别表示自然状态㊁激光入射时和激发荧光时锥形光纤的扫描电子显微镜图像ꎮ（a ）（b ）（c ）FilterLaserSlot vial array Biconical taper Moving directionMicrochannel Capillary Syringe（d ）Filter SpectrographH OS 3H OS 2S 1H OS l o t v i a l图４㊀拉锥光纤荧光传感系统的实验装置ꎮ(ａ)显微镜下的自然状态ꎻ(ｂ)激光入射ꎻ(ｃ)荧光激发ꎻ(ｄ)图像ꎮＦｉｇ.４㊀Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄｅｖｉｃｅｏｆｔａｐｅｒｅｄｆｉｂｅｒｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｓｅｎｓｉｎｇｓｙｓｔｅｍ.(ａ)Ｎａｔｕｒａｌｓｔａｔｅｕｎｄｅｒｔｈｅｍｉｃｒｏ￣ｓｃｏｐｅ.(ｂ)Ｌａｓｅｒｉｎｃｉｄｅｎｃｅ.(ｃ)Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｅｘｃｉ￣ｔａｔｉｏｎ.(ｄ)Ｉｍａｇｅ.上述实验中需要将拉锥光纤嵌入检测皿中ꎬ无法实现方便快速地进行检测ꎬＺｈａｎｇ等[２４]提出裸芯结构的光纤探针ꎬ直接将制备好的光纤探针伸入大肠杆菌溶液中进行快速检测ꎮ图５(ａ)为FC connector Inlet Fiber probe OutletFC adaptorFC connectorFiber couplerLaserCollimator FilterPCR 1R 2n con cl 兹i兹i 1（z ）茁1琢1（z ）琢2（z ）茁2n mL 1L 2Taper 2Taper 1（a ）（b ）Sample cellFluorescent signalExcitation light R 3n clzPMTClad section图５㊀裸芯光纤探针荧光传感系统的实验装置(ａ)与裸芯结构(ｂ)Ｆｉｇ.５㊀Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄｅｖｉｃｅｏｆｂａｒｅ￣ｃｏｒｅｆｉｂｅｒｐｒｏｂｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｓｅｎｓｉｎｇｓｙｓｔｅｍ(ａ)ａｎｄｂａｒｅ￣ｃｏｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ(ｂ)活菌死菌碘化丙啶抗体激光荧光图６㊀功能化处理光纤探针原理图Ｆｉｇ.６㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｐｒｏｂｅ光纤荧光传感系统ꎬ图５(ｂ)为裸芯锥形光纤结构ꎬ利用管腐蚀法来去除光纤包层ꎮ而上述光纤探针不具有特异性检测能力ꎬＺｈａｎｇ等[２５]在原有结构的基础上用化学手段功能化处理光纤探针ꎬ使光纤探针表面交联抗体ꎬ抗体能够与大肠杆菌特异性结合ꎮ如图５所示ꎬ实验用荧光染料碘化丙啶标记了大肠杆菌死菌ꎬ倏逝波激发碘化丙啶１２７２㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第４１卷产生荧光ꎬ实现了对死菌的检测ꎮ３.３㊀空心光纤荧光检测过程都需要在暗室中进行ꎬ避免外界环境因素对检测结果产生较大影响ꎮ如果将荧光检测过程置于空心光子晶体光纤(ＨＣ￣ＰＣＦ)中进行ꎬ则可以有效地抵抗环境的干扰ꎮ并且ＨＣ￣ＰＣＦ通过纤芯空气孔导光提供基模传输ꎬ能够将９９％的光都限制在纤芯内传输ꎬ实现低损耗传输[２６]ꎮ为估算ＨＣ￣ＰＣＦ纤芯传播模式数ꎬＣｒｅｇａｎ等[２７]推导了近似估算公式如下:ＮＰＢＧ＝(β２Ｈ－β２Ｌ)ｒ２ｃｏｒｅ４ꎬ(２)ＮＰＢＧ＝(ｋ２ｎ２１－β２Ｌ)ｒ２ｃｏｒｅ４ꎬ(３)其中ꎬＮＰＢＧ为传播的导模数ꎬｎ１为纤芯折射率ꎬβＨ㊁βＬ分别为定波长下传播常数最大值和最小值ꎮ由公式可知ꎬＨＣ￣ＰＣＦ纤芯半径必须适中ꎬ以接近理想传输模式ꎮ在该原理基础上ꎬＣｈｅｎ等[２８]提出如图７所示的ＨＣＰＣＦ结构ꎬ空心孔尺寸为４.８μｍꎮ包层孔用融合拼接技术密封ꎬ中心孔保持开放ꎬ并允许通过聚合诱导发射(ＡＩＥ)分子溶液ꎮ在基于该结构的ＡＩＥ分子检测中ꎬ仅需０.３６ｎＬ样本就可以完成实验ꎮＨＣ￣ＰＣＦ结构设计多样ꎬＹｕ等[２９]设计并制造了如图８所示的ＨＣ￣ＰＣＦ结构ꎬ将花青素Ｃｙ３㊁Ｃｙ５的混合溶液作为荧光染料注入到中空纤芯中ꎬ成功实现了激光的荧光共振能量转移ꎮAlE moleculeOutputFilled coreHollow core photonics crystal fiberCore 4.8滋mCladding 81滋m 图７㊀基于ＡＩＥ诱导分子的ＨＣ￣ＰＣＦ传感原理图Ｆｉｇ.７㊀ＨＣ￣ＰＣＦｓｅｎｓｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｄｉａｇｒａｍｂａｓｅｄｏｎＡＩＥｉｎ￣ｄｕｃｉｎｇｍｏｌｅｃｕｌｅ图８㊀基于花青素染料的ＨＣ￣ＰＣＦ结构Ｆｉｇ.８㊀ＨＣ￣ＰＣＦｓｔｒｕｃｔｕｒｅｂａｓｅｄｏｎａｎｔｈｏｃｙａｎｉｎｄｙｅｓ４㊀基于荧光猝灭效应的光纤传感器应用４.１㊀重金属离子检测工业排出的污水中还有大量的Ｃｕ２＋㊁Ｆｅ３＋㊁Ｈｇ２＋等重金属离子ꎬ重金属离子对人体危害极大ꎬ痕量重金属离子的检测也是研究热点[３０￣３１]ꎮ利用重金属离子对荧光的猝灭效应ꎬ基于荧光猝灭效应的光纤传感器也广泛应用于重金属离子检测中ꎮＺｈｏｕ等[３２]在裸芯光纤探针结构表面交联碲化镉(ＣｄＴｅ)量子点(ＱＤｓ)ꎬ并掺杂水凝胶ꎮＱＤｓ是把激子在三维空间方向上束缚住的半导体纳米结构作为一种特殊的纳米材料ꎬ具有特殊的光学㊁电学性质[３３￣３４]ꎮ在该结构中ꎬＱＤｓ可以被扩散到水凝胶基质ꎬ待测液中的Ｆｅ３＋对其进行选择性猝灭ꎬ可用于实时现场检测ꎮ传感器浓度响应在０~３.５μｍｏｌ/Ｌ范围内呈线性ꎬ检测限为１４ｎｍｏｌ/ＬꎮＬｉｕ等[３５]利用聚乙烯醇将ＡｇＩｎＺｎＳ￣ＱＤｓ沉积在光纤尖端制成光纤探针检测Ｃｕ２＋含量ꎬ如图９所示为检测过程中的光谱图和其浓度响应ꎮ随着浓度的增加ꎬ荧光强度逐渐减小ꎬ在２.５~８００ｎｍｏｌ/Ｌ浓度范围传感器呈线性响应ꎮ5k 500800姿/nmI n t e n s i t y /a .u .6k 4k 3k 2k 1k0nmol/L07517535050060070080025100250425550650750800nmol/L600700（a ）5k 0800[Cu 2+]/(nmol ·L -1)I n t e n s i t y /a .u .6k 4k 3k 2k 1k 0400600（b ）I =5438.63-4.97×109[Q ]R 2=0.997200Measured data Fitting curve图９㊀用于Ｃｕ２＋检测的ＡｇＩｎＺｎＳ￣ＱＤｓ光纤探针光谱(ａ)与浓度响应(ｂ)Ｆｉｇ.９㊀(ａ)ＡｇＩｎＺｎＳ￣ＱＤｓｆｉｂｅｒｐｒｏｂｅｓｐｅｃｔｒａｆｏｒＣｕ２＋ｄｅｔｅｃ￣ｔｉｏｎ.(ｂ)Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｒｅｓｐｏｎｓｅ.㊀第１０期陈㊀静ꎬ等:基于荧光猝灭效应的光纤传感器研究进展１２７３㊀Ｈｅｌｅｎａ等[３６]提出一种基于碳点纳米颗粒的Ｈｇ２＋浓度传感系统ꎬ该纳米颗粒利用溶胶￣凝胶方法在光纤探针表面生成一层薄膜ꎮ实验可检测亚微米级浓度的Ｈｇ２＋水溶液ꎬ在ｐＨ＝６.８环境下ꎬ其Ｓｔｅｒｎ￣Ｖｏｌｍｅｒ常数ＫＳＶ达到５.３ˑ１０５Ｌ/ｍｏｌꎮ为寻求更加便捷的实验装置ꎬＬｉｕ等[３７]用智能手机取代光谱仪ꎬ利用硒化镉/硫化锌(ＣｄＳｅ/ＺｎＳ)ＱＤｓ改性后的光纤探针进行Ｈｇ２＋检测ꎮ如图１０所示为ＱＤｓ改性原理图ꎬＱＤｓ通过键合的方式与光纤探针表面交联ꎮ荧光信号由智能手机收集和处理ꎬ最终得到检测范围为１~１０００ｎｍｏｌ/Ｌꎬ检测限可以达到１ｎｍｏｌ/ＬꎮOH OH OH OHOH OH OHAPTESSiOC2H5NH2OC2H5C2H5OOHOHOHOOOO SiSiSiSiOC2H5OOONH2NH2NH2NH2OC2H5COOHHOOCOHOHOHOOOO SiSiSiSiOC2H5OOOOC2H5EDC/NHSCOOHCOOHCOOHCOOHOOOOQDsQDsQDsQDsQDsQDsQDs QDsHOOC COOHNCNNHOOCCNNNHOOOOOCOOHCOONOONHNHNHNHNH图１０㊀ＣｄＳｅ/ＺｎＳ￣ＱＤｓＱＤｓ改性原理Ｆｉｇ.１０㊀ＣｄＳｅ/ＺｎＳ￣ＱＤｓｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅ４.２㊀爆炸物检测微量炸药的准确测量与国际安全和日常生活安全息息相关ꎬ光纤荧光传感技术因其方便㊁快捷㊁灵敏度高等优点成为炸药检测领域的关键技术之一ꎮ中国科学院上海微系统与信息技术研究所从２００５年开始研制的ＳＩＭ系列痕量爆炸物探测器[３８]ꎬ采用了荧光聚合物猝灭传感技术ꎮ通过擦拭采样或吸气采样ꎬ可以快速检测三硝基甲苯(ＴＮＴ)㊁二硝基甲苯(ＤＮＴ)㊁硝化甘油(ＮＧ)㊁硝酸铵(ＡＮ)㊁黑火药(ＢＰ)㊁塑性炸药(Ｃ４)等爆炸物ꎮＣｈｕ等[３９]基于荧光猝灭原理对硝基芳香族炸药ＴＮＴ进行检测ꎬ将光纤绕棒缠绕构成的螺旋结构作为传感部位ꎬ荧光猝灭剂为聚[２￣甲氧基￣５￣(２￣乙基己氧基)￣１ꎬ４￣苯乙炔](ＭＥＨ￣ＰＰＶ)ꎬ测定荧光强度和寿命来确定ＴＮＴ浓度ꎬ传感器灵敏度达到了５ｎｇ/ｍＬꎮ中国科学院软物质化学重点实验室Ｌｉｕ等[４０]制作了锥形光纤探针ꎬ并交联荧光多孔聚合物膜结合在其表面ꎬ其存在的多面体低聚硅倍半氧烷(ＰＯＳＳ)使膜呈现出有序的多孔结构ꎬ同时该膜存在具有聚集诱导发射特性的四苯基乙烯(ＴＰＥ)以产生强烈的荧光ꎮ利用激光光源激发荧光对ＴＮＴ和ＤＮＴ浓度进行检测ꎬ图１１为ＴＮＴ检测的光谱和浓度响应ꎻＴＮＴ浓度在１００ˑ１０－９情况下ꎬ荧光猝灭在３０ｓ时达到２５.２％ꎬ在１２０ｓ时达到５１.８％ꎬ在５ｍｉｎ内达到了７３.５％ꎮＴＰＥ及其衍生物具有聚集诱导发光特性ꎬ在光电材料领域应用前景广阔ꎮＹａｎｇ等[４１]提出了基于荧光猝灭效应的ＨＣ￣ＰＣＦ挥发性痕量炸药传感器ꎬ该传感器是将烯丙基四苯乙烯(ＡＬ￣ＴＰＥ)荧光纳米薄膜涂覆在ＨＣ￣ＰＣＦ芯空气孔内ꎮ如图１２所示为ＡＬ￣ＴＰＥ膜与ＴＮＴ之间的电子转移过程ꎬ激发态ＡＬ￣ＴＰＥ分子与处于基态的爆炸分子之间发生电子转移ꎬ导致荧光强度降低ꎬ产生猝灭效应ꎮ当膜厚为１５５ｎｍ时ꎬ对ＴＮＴ的检测灵敏度达到了０.３０９ˑ１０９ꎬ最小检测限０.３４０ˑ１０－９ꎻ膜厚为１１０ｎｍ时ꎬＤＮＴ的响应时间达到１２０ｓꎮ１２７４㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第４１卷30000500700姿/nmF l i n t e n s i t y /a .u .40000（a ）0s720s 6002000010000100700t /s（I 0-I ）/I 00.8（b ）400NO 3NO 3CH 3O 3N0.702003005006008000.60.50.40.30.20.10图１１㊀用于ＴＮＴ检测的光纤锥形探针光谱(ａ)与浓度响应(ｂ)Ｆｉｇ.１１㊀(ａ)ＦｉｂｅｒｔａｐｅｒｐｒｏｂｅｓｐｅｃｔｒａｆｏｒＴＮＴｄｅｔｅｃｔｉｏｎ.(ｂ)Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｒｅｓｐｏｎｓｅ.Electron transferFluorescent bright stateQuenchers(TNT)Non 鄄fluorescent dark stateh 淄eee图１２㊀ＡＬ￣ＴＰＥ膜和ＴＮＴ之间的电子转移过程Ｆｉｇ.１２㊀ＥｌｅｃｔｒｏｎｔｒａｎｓｆｅｒｐｒｏｃｅｓｓｂｅｔｗｅｅｎＡＬ￣ＴＰＥｆｉｌｍａｎｄｅｘｐｌｏｓｉｖｅ㊀４.３㊀溶解气体检测溶解气体的精准检测在环境㊁生物㊁工业领域都具有重要意义ꎬ例如一氧化氮(ＮＯ)溶液的浓度检测可以诊断高血压㊁心衰㊁糖尿病等疾病ꎬ氧溶液的检测可以应用于污水处理厂㊁自来水厂水质的诊断ꎮ许多气体分子对荧光存在猝灭效应ꎬ因此也开拓了基于荧光猝灭效应的光纤传感器在溶解气体检测领域的应用ꎮＤｉｎｇ等[４２]搭建了荧光探针结构传感系统ꎬ将ＣｄＳｅ￣ＱＤｓ和醋酸纤维素(ＣＡ)作为敏感膜来检测水溶液中的ＮＯꎬ其中ＣｄＳｅ￣ＱＤ通过简单的杂交方法嵌入ＣＡ中ꎮＮＯ自由基可以很容易地与水中的溶解氧发生反应并与Ｃｄ２＋发生配位ꎬ对敏感膜中ＣｄＳｅ￣ＱＤｓ的荧光有明显的猝灭作用ꎮ使用这种新型的光纤传感器ꎬ通过相位调制荧光法确定了ＮＯ浓度ꎮ如图１３所示ꎬ在最佳条件下ꎬ１.０ˑ１０－７~１.０ˑ１０－６ｍｏｌ/Ｌ检测范围中的线性拟合系数为０.９９０８ꎬ最低检测限达到了１.０ˑ１０－８ｍｏｌ/Ｌꎮ邓辉等[４３]利用动态化学腐蚀法制备锥尖型光纤端面ꎬ以提拉法镀溶胶凝胶敏感膜组装了基于荧光猝灭的直径仅１.５μｍ的光纤氧溶液传感探头ꎮ探头锥面的长径比可通过调控腐蚀参数调控ꎬ构建相移测量系统ꎬ优化参数后进行０~２１％范围内的氧含量测定ꎬ工作曲线呈现良好的线性特征ꎬ拟合系数为０.９９９６ꎬ偏差小于测量值的５％ꎮ此外ꎬ德国Ｅ＋Ｈ公司研制的溶解氧传感器ＯｘｙｍａｘＣＯＳ６１Ｄ[４４]ꎬ同样基于荧光猝灭原理进行传感ꎮ该传感器检测范围０~２０ｍｇ/Ｌꎬ在<１２ｍｇ/Ｌ范围内ꎬ最大测量误差为ʃ１％ꎻ在１２~２０ｍｇ/Ｌ范围内ꎬ最大测量误差为ʃ２％ꎮ-78.46004800t /sP h a s e s h i f t 准/a .u .1200-79.2180024003000[NO]:滋mol/L0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.03600420054006000图１３㊀不同浓度ＮＯ溶液的相位变化Ｆｉｇ.１３㊀ＰｈａｓｅｃｈａｎｇｅｉｎＮＯｓｏｌｕｔｉｏｎｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｃｅｎ￣ｔｒａｔｉｏｎ４.４㊀温度检测温度会使荧光强度降低产生荧光猝灭现象ꎬ基于荧光猝灭效应的光纤传感技术也可以对温度进行检测ꎮ这种基于荧光猝灭效应的光纤传感技术不受传感器外部变形的影响ꎬ是一种能够消除周围环境和背景噪声干扰的温度选择性传感器ꎮＺｈａｏ等[４５]利用微结构双拉锥结构光纤作为探针进行温度的检测ꎬ将Ｍｇ６Ａｓ２Ｏ１１ʒＭｎ４＋作为荧光材料ꎮ通过对荧光强度的解调ꎬ得到该温度传感器的精度为２ħꎬ温度范围３０~２１０ħꎬ该微传感器的响应时间比传统传感器快５０~１００倍ꎮ而日本安立(Ａｎｒｉｔｓｕ)公司研制的荧光式光纤温度计[４６￣４７]已经完全商业化ꎬ达到了－１９５.０~４５０.０ħ的检测范围ꎬ精度为０.１ħꎮ其产品由ＦＸ系㊀第１０期陈㊀静ꎬ等:基于荧光猝灭效应的光纤传感器研究进展１２７５㊀列发展到ＦＬ系列[４８]ꎬ如图１４所示为ＦＬ￣２０００型号产品探头结构ꎮ基于荧光猝灭原理ꎬ利用光纤前端表面存在的荧光物质进行温度检测ꎬ从接收激励光到衰减的寿命作为温度传感信息ꎮin sensorIndentation the connector of the instrument(×2)Protrusion of the sensor(×2)Key ring图１４㊀ＦＬ￣４０００型号光纤探头Ｆｉｇ.１４㊀ＦＬ￣４０００ｔｙｐｅｆｉｂｅｒｏｐｔｉｃｐｒｏｂｅ４.５㊀其他领域应用除了上述参量的检测ꎬ基于荧光猝灭效应的光纤荧光传感器也在其他领域检测中得到了应用ꎮＴｏｎ等[４９]在光纤波导上涂覆含有荧光信号基团的ＭＩＰꎬＭＩＰ由萘基荧光单体组成ꎬ用于检测除草剂中的２ꎬ４￣二氯苯氧乙酸和桔霉素ꎮ萘基单体与分析物的羧酸基分子结合后荧光增强ꎬ从而降低了氮给电子的能力ꎬ阻止负责荧光猝灭的光诱导电子转移ꎬ使ＭＩＰ的荧光强度增强具有浓度依赖性ꎮ中国科学院软物质化学重点实验室Ｚｈｕ等[５０]利用三烯丙基异氰脲酸酯㊁烷烃二硫醇和酸碱Ｄ￣天冬氨酸复合(ＰＢＩＭ/Ｄ￣Ａｓｐ)在光纤探针末端形成ＭＩＰ膜用于Ｄ￣Ａｓｐ含量检测ꎬ当ｐＨ值达到碱性条件时ꎬＰＢＩＭ结构会发生变化从而导致荧光猝灭ꎮＮｇｕｙｅｎ等[５１]制备了光纤探针ꎬ选择吖啶作为荧光染料ꎬ利用Ｃｌ－的荧光猝灭效应对其进行检测ꎬ检测限达到０.１ｍｏｌ/Ｌꎮ美国国家基础科学研究中心Ｐｏｌｌｅｙ等[５２]在光纤探头表面交联乙锭染料ꎬ实现对ＤＮＡ的检测ꎮ５㊀未来发展２０１７年ꎬ清华大学杨昌喜研究团队提出一种由有机硅聚合物制成的可穿戴式光纤传感器[５３]ꎬ该传感器能够承受和检测伸长率达１００％的形变ꎬ可以实时㊁有效地感测人体运动ꎮ该有机硅聚合物为聚二甲基硅氧烷(ＰＤＭＳ)ꎬ制造出的ＰＤＭＳ光纤表现出很好的机械柔韧性ꎮ为了辅助传感ꎬ研究人员将荧光染料罗丹明Ｂ混入光纤中ꎬ当光通过光纤时ꎬ部分光被荧光染料吸收ꎻ光纤拉伸越大ꎬ染料吸收的光就越多ꎬ因此由分光镜检测投射光就可以测量光纤的拉伸和弯曲程度ꎮ相较于一般的电子传感器ꎬ光纤型传感器具有体积小㊁弹性强㊁不受电磁干扰的优点ꎮ基于荧光猝灭效应的光纤传感技术同样有望与可穿戴式传感相结合ꎬ光纤可作为类纤维嵌入衣物中ꎬ可以实时监测温度㊁湿度等环境情况ꎬ也可以监测呼吸㊁心跳等人类生理特征ꎮ这些特点都可以在医疗行业㊁特种部队㊁工业养殖等领域得到广泛应用ꎮ荧光材料选择的多样性决定了其应用领域的广泛性ꎬ基于荧光猝灭效应的光纤传感器结合了荧光和光纤的优点ꎬ应用前景可观ꎬ但是目前光纤荧光传感技术仍面临一些挑战ꎮ５.１㊀增强集光能力上述提及的空间光耦合型㊁微结构光纤型等多样的光纤结构ꎬ目的都是为了使光纤能够最大程度地收集产生的荧光ꎬ提高传感器灵敏度的同时ꎬ减少杂散光的干扰ꎮ荧光猝灭材料中的共轭聚合物消光系数可达１０６Ｌ ｍｏｌ－１ ｃｍ－１ꎬ具有较强的集光能力[５４]ꎻ在ＨＣ￣ＰＣＦ空气孔内进行荧光反应ꎬ能够极大地接收荧光ꎬ但是其实验要求高难以实用化ꎮ用多种方式增强光纤收集荧光的能力ꎬ仍然是目前的研究热点ꎮ５.２㊀提高荧光产率荧光产率是指发射荧光的光子数ｎ２与被激活物质从泵浦源吸收的光子数ｎ１之比ꎬ是评价荧光材料性能最直观的参考数据ꎮ目前的研究除了寻求和制备高荧光产率的荧光分子外ꎬ也会通过在原有荧光材料基础上掺入杂质物质来提高ꎮ例如ꎬ钇掺杂的碳量子点荧光产率达到４１％[５５]ꎬ相较于未掺杂情况提升了１７.３％ꎮ但目前荧光材料的荧光产率仍有待提高ꎮ而且通过从材料入手来提高荧光产率的方式ꎬ可以避免改变传感系统性能来提高灵敏度ꎬ可靠性更强ꎮ５.３㊀便携实时原位检测原位检测是不破坏待测物自身结构㊁状态而进行的无损伤检测方式ꎬ对于荧光猝灭光纤传感来说至关重要ꎮ荧光检测环境不能够仅仅局限于在实验室进行ꎬ最终目标仍然是实现便捷实时原位的现场检测ꎮ目前荧光猝灭光纤传感器产品已涉及爆炸物㊁水质等领域ꎬ但是设计紧凑便捷传感系统结构㊁开拓更多应用领域㊁实时地实地快速检１２７６㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第４１卷测ꎬ仍然是研发工作人员的研究目标ꎮ６㊀结㊀㊀论基于荧光猝灭效应的光纤传感技术能够有效地利用光纤体积小㊁抗干扰能力强等优点ꎬ实现快速㊁便捷地特异性检测ꎮ本文以荧光猝灭原理为基础ꎬ从传感光纤结构㊁基于荧光猝灭效应的光纤传感器应用两个方面简要叙述了光纤与荧光检测的结合机理及传感器相关应用ꎮ基于荧光猝灭的光纤传感器有望作为类纤维嵌入衣物中ꎬ从而实现实时的智能传感ꎮ而基于荧光猝灭效应的光纤传感技术也面临挑战ꎬ未来将朝着集光能力更强㊁荧光产率更高㊁便携实时原位检测方向发展ꎮ参㊀考㊀文㊀献:[１]史慧超.基于神经网络的光纤荧光海藻测量理论及应用研究[Ｄ].秦皇岛:燕山大学ꎬ２０１０:１０￣１７.ＳＨＩＨＣ.ＳｔｕｄｙｏｎＴｈｅｏｒｙａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｆｏｒＡｌｇａｅＢａｓｅｄｏｎＮｅｒｖｅＮｅｔｗｏｒｋ[Ｄ].Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ:ＹａｎｓｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａꎬ２０１０:１０￣１７.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[２]ＮÖＲＺＤꎬＦＩＳＣＨＥＲＮꎬＳＣＨＵＬＴＺＥＡꎬｅｔａｌ..ＣｌｉｎｉｃａｌｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆａＳＡＲＳ￣ＣｏＶ￣２ＲＴ￣ＰＣＲａｓｓａｙｏｎａｆｕｌｌｙａｕｔｏｍａｔｅｄｓｙｓｔｅｍｆｏｒｒａｐｉｄｏｎ￣ｄｅｍａｎｄｔｅｓｔｉｎｇｉｎｔｈｅｈｏｓｐｉｔａｌｓｅｔｔｉｎｇ[Ｊ].Ｊ.Ｃｌｉｎ.Ｖｉｒｏｌ.ꎬ２０２０ꎬ１２８:１０４３９０￣１￣３. [３]何关金.基于微流控技术的数字ＰＣＲ检测仪设计与实现[Ｊ].天津科技ꎬ２０２０ꎬ４７(１):３５￣４０.ＨＥＧＪ.ＤｅｓｉｇｎａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｄｉｇｉｔａｌＰＣＲｄｅｔｅｃｔｏｒｂａｓｅｄｏｎｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ[Ｊ].ＴｉａｎｊｉｎＳｃｉ.Ｔｅｃｈｎｏｌ.ꎬ２０２０ꎬ４７(１):３５￣４０.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[４]ＭＣＥＶＯＹＡＫꎬＭＣＤＯＮＡＧＨＣＭꎬＭＡＣＣＲＡＩＴＨＢＤ.Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄｏｘｙｇｅｎｓｅｎｓｏｒｂａｓｅｄｏｎｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｑｕｅｎｃｈｉｎｇｏｆｏｘｙ￣ｇｅｎ￣ｓｅｎｓｉｔｉｖｅｒｕｔｈｅｎｉｕｍｃｏｍｐｌｅｘｅｓｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄｉｎｓｏｌ￣ｇｅｌ￣ｄｅｒｉｖｅｄｐｏｒｏｕｓｓｉｌｉｃａｃｏａｔｉｎｇｓ[Ｊ].Ａｎａｌｙｓｔꎬ１９９６ꎬ１２１(６):７８５￣７８８.[５]ＫＡＵＴＳＫＹＨꎬＤＥＢＲＵＩＪＮＨ.ＤｉｅＡｕｆｋｌäｒｕｎｇｄｅｒＰｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｚｔｉｌｇｕｎｇｆｌｕｏｒｅｓｃｉｅｒｅｎｄｅｒＳｙｓｔｅｍｅｄｕｒｃｈＳａｕｅｒｓｔｏｆｆ:ｄｉｅＢｉｌｄｕｎｇａｋｔｉｖｅｒꎬｄｉｆｆｕｓｉｏｎｓｆäｈｉｇｅｒＳａｕｅｒｓｔｏｆｆｍｏｌｅｋüｌｅｄｕｒｃｈＳｅｎｓｉｂｉｌｉｓｉｅｒｕｎｇ[Ｊ].Ｎａｔｕｒｗｉｓｓｅｎｓｃｈａｆｔｅｎꎬ１９３１ꎬ１９(５２):１０４３￣１０４３.[６]ＫＡＵＴＳＫＹＨ.Ｅｎｅｒｇｉｅ￣ＵｍｗａｎｄｌｕｎｇａｎＧｒｅｎｚｆｌäｃｈｅｎꎬＶＩＩ.Ｍｉｔｔｅｉｌ.:Ｈ.ＫａｕｔｓｋｙꎬＨ.ｄｅＢｒｕｉｊｎꎬＲ.ＮｅｕｗｉｒｔｈｕｎｄＷ.Ｂａｕｍｅｉｓｔｅｒ:ｐｈｏｔｏ￣ｓｅｎｓｉｂｉｌｉｓｉｅｒｔｅｏｘｙｄａｔｉｏｎａｌｓｗｉｒｋｕｎｇｅｉｎｅｓａｋｔｉｖｅｎꎬｍｅｔａｓｔａｂｉｌｅｎｚｕｓｔａｎｄｅｓｄｅｓｓａｕｅｒｓｔｏｆｆ￣ｍｏｌｅｋüｌｓ[Ｊ].Ｅｕｒ.Ｊ.Ｉｎｏｒｇ.Ｃｈｅｍ.ꎬ１９３３ꎬ６６(１０):１５８８￣１６００.[７]ＫＡＵＴＳＫＹＨ.Ｑｕｅｎｃｈｉｎｇｏｆｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｂｙｏｘｙｇｅｎ[Ｊ].Ｔｒａｎｓ.ＦａｒａｄａｙＳｏｃ.ꎬ１９３９ꎬ３５:２１６￣２１９.[８]ＫＵＺＭＩＮＡＶꎬＰＬＥＫＨＡＮＯＶМＳꎬＬＥＳＮＩＣＨＹＯＶＡＡＳ.Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｉｍｐｕｒｉｔｉｅｓｏｎｔｈｅｂｕｌｋａｎｄｇｒａｉｎ￣ｂｏｕｎｄａｒｙｃｏｎｄｕｃ￣ｔｉｖｉｔｙｏｆＣａＺｒＯ３￣ｂａｓｅｄｐｒｏｔｏｎ￣ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ:ａｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｒｅｌａｘａｔｉｏｎｔｉｍｅｓｔｕｄｙ[Ｊ].Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｉｍ.Ａｃｔａꎬ２０２０ꎬ３４８:１３６３２７.[９]ＨＯＮＧＪＸꎬＸＩＡＱＦꎬＺＨＯＵＥＢꎬｅｔａｌ..ＮＩＲｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｂａｓｅｄｏｎａｍｏｄｉｆｉｅｄｒｈｏｄｏｌ￣ｄｙｅｗｉｔｈｇｏｏｄｗａｔｅｒｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙａｎｄｌａｒｇｅＳｔｏｋｅｓｓｈｉｆｔｆｏｒｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇＣＯｉｎｌｉｖｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓ[Ｊ].Ｔａｌａｎｔａꎬ２０２０ꎬ２１５:１２０９１４.[１０]ＰＩＥＲＣＥＭＥꎬＧＲＡＮＴＳＡ.ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａＦＲＥＴｂａｓｅｄｆｉｂｅｒ￣ｏｐｔｉｃｂｉｏｓｅｎｓｏｒｆｏｒｅａｒｌｙｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｍｙｏｃａｒｄｉａｌｉｎｆａｒｃｔｉｏｎ[Ｃ].ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆＴｈｅ２６ｔｈＡｎｎｕａｌＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｆＴｈｅＩＥＥＥＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｎＭｅｄｉｃｉｎｅａｎｄＢｉｏｌｏｇｙＳｏｃｉｅｔｙꎬＳａｎＦｒａｎｃｉｓｃｏꎬ２００４:２０９８￣２１０１.[１１]ＺＨＡＯＪＷꎬＺＨＥＮＧＹＹꎬＰＡＮＧＹＹꎬｅｔａｌ..Ｇｒａｐｈｅｎｅｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓａｓｆｕｌｌ￣ｃｏｌｏｒａｎｄｓｔｉｍｕｌｕｓｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｉｎｋｆｏｒｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ[Ｊ].Ｊ.ＣｏｌｌｏｉｄＩｎｔｅｒｆａｃｅＳｃｉ.ꎬ２０２０ꎬ５７９:３０７￣３１４.[１２]ＬＩＡＯＫＣꎬＨＯＧＥＮ￣ＥＳＣＨＴꎬＲＩＣＨＭＯＮＤＦＪꎬｅｔａｌ..Ｐｅｒｃｕｔａｎｅｏｕｓｆｉｂｅｒ￣ｏｐｔｉｃｓｅｎｓｏｒｆｏｒｃｈｒｏｎｉｃｇｌｕｃｏｓｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｉｎｖｉ￣ｖｏ[Ｊ].Ｂｉｏｓｅｎｓ.Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｏｎ.ꎬ２００８ꎬ２３(１０):１４５８￣１４６５.[１３]ＨＥＷＹꎬＬＩＵＲＱꎬＬＩＡＯＹＨꎬｅｔａｌ..Ａｎｅｗ１ꎬ２ꎬ３￣ｔｒｉａｚｏｌｅａｎｄｉｔｓｒｈｏｄａｍｉｎｅＢｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓａｓａｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｐｒｏｂｅｆｏｒｍｅｒｃｕｒｙｉｏｎｓ[Ｊ].Ａｎａｌ.Ｂｉｏｃｈｅｍ.ꎬ２０２０ꎬ５９８:１１３６９０.[１４]ＪＩＮＣＺꎬＬＩＡＮＧＦＹꎬＷＡＮＧＪＱꎬｅｔａｌ..Ｒａｔｉｏｎａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｃｙｃｌｏｍｅｔａｌａｔｅｄｉｒｉｄｉｕｍ(Ⅲ)ｃｏｍｐｌｅｘｅｓｆｏｒｔｈｒｅｅ￣ｐｈｏｔｏｎｐｈｏｓ￣ｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅｂｉｏｉｍａｇｉｎｇ[Ｊ].Ａｎｇｅｗ.Ｃｈｅｍ.ꎬ２０２０ꎬ１３２(３７):１６１２１￣１６１２５[１５]ＰＥＮＪＷＥＩＮＩＲꎬＲＯＡＲＫＥＢꎬＡＬＳＰＡＵＧＨＧꎬｅｔａｌ..Ｓｉｎｇｌｅｃｅｌｌ￣ｂａｓｅｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｌｉｆｅｔｉｍｅｉｍａｇｉｎｇｏｆｉｎｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒｏｘｙｇｅｎ￣ａｔｉｏｎａｎｄｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ[Ｊ].ＲｅｄｏｘＢｉｏｌ.ꎬ２０２０ꎬ３４:１０１５４９￣１￣２５.㊀第１０期陈㊀静ꎬ等:基于荧光猝灭效应的光纤传感器研究进展１２７７㊀[１６]ＢＥＮＩＴＯ￣ＰＥÑＡＥꎬＶＡＬＤÉＳＭＧꎬＧＬＡＨＮ￣ＭＡＲＴÍＮＥＺＢꎬｅｔａｌ..Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｂａｓｅｄｆｉｂｅｒｏｐｔｉｃａｎｄｐｌａｎａｒｗａｖｅｇｕｉｄｅｂｉｏ￣ｓｅｎｓｏｒｓ.Ａｒｅｖｉｅｗ[Ｊ].Ａｎａｌ.Ｃｈｉｍ.Ａｃｔａꎬ２０１６ꎬ９４３:１７￣４０.[１７]ＳＴＥＮＫＥＮＪＡ.Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｏｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｓｅｎｓｉｎｇ[Ｊ].Ｊ.Ａｍ.Ｃｈｅｍ.Ｓｏｃ.ꎬ２００９ꎬ１３１(３０):１０７９１.[１８]ＶＡＬＥＵＲＢꎬＢＥＲＢＥＲＡＮ￣ＳＡＮＴＯＳＭＮ.ＭｏｌｅｃｕｌａｒＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ:ＰｒｉｎｃｉｐｌｅｓａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ[Ｍ].２ｎｄｅｄ.Ｗｅｉｎｈｅｉｍ:Ｗｉｌｅｙ￣ＶＣＨꎬ２０１２.[１９]ＵＴＺＩＮＧＥＲＵꎬＲＩＣＨＡＲＤＳ￣ＫＯＲＴＵＭＲＲ.Ｆｉｂｅｒｏｐｔｉｃｐｒｏｂｅｓｆｏｒｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｏｐｔｉｃａｌｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ[Ｊ].Ｊ.Ｂｉｏｍｅｄ.Ｏｐｔ.ꎬ２００３ꎬ８(１):１２１￣１４７.[２０]ＳÁＮＣＨＥＺ￣ＥＳＣＯＢＡＲＳꎬＨＥＲＮÁＮＤＥＺ￣ＣＯＲＤＥＲＯＪ.Ｆｉｂｅｒｏｐｔｉｃｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｏｒｓｕｓｉｎｇｕｐ￣ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｆｒｏｍｒａｒｅ￣ｅａｒｔｈｐｏｌｙｍｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ[Ｊ].Ｏｐｔ.Ｌｅｔｔ.ꎬ２０１９ꎬ４４(５):１１９４￣１１９７.[２１]ＭＯＲＡＤＩＶꎬＡＫＢＡＲＩＭꎬＷＩＬＤＰ.Ａｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ￣ｂａｓｅｄｐＨｓｅｎｓｏｒｗｉｔｈｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｍｉｘｉｎｇａｎｄｆｉｂｅｒｏｐｔｉｃｄｅｔｅｃｔｉｏｎｆｏｒｗｉｄｅｒａｎｇｅｐＨｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ[Ｊ].Ｓｅｎｓ.ＡｃｔｕａｔｏｒｓＡ:Ｐｈｙｓ.ꎬ２０１９ꎬ２９７:１１１５０７.[２２]帅彬彬.光子晶体光纤表面等离子体共振传感机理及其技术研究[Ｄ].武汉:华中科技大学ꎬ２０１３.ＳＨＵＡＩＢＢ.ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＴｈｅＰｈｏｔｏｎｉｃＣｒｙｓｔａｌＦｉｂｅｒＢａｓｅｄＰｌａｓｍｏｎｉｃＳｅｎｓｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄＩｔｓＴｅｃｈｎｉｑｕｅ[Ｄ].Ｗｕｈａｎ:ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１３.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[２３]ＬＩＺＹꎬＸＵＹＸꎬＦＡＮＧＷꎬｅｔａｌ..Ｕｌｔｒａ￣ｓｅｎｓｉｔｉｖｅｎａｎｏｆｉｂｅｒｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｉｎａｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｃｈｉｐ[Ｊ].Ｓｅｎｓｏｒｓꎬ２０１５ꎬ１５(３):４８９０￣４８９８.[２４]ＺＨＡＮＧＺＨꎬＨＵＡＦꎬＬＩＵＴꎬｅｔａｌ..Ａｄｏｕｂｌｅ￣ｔａｐｅｒｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒ￣ｂａｓｅｄｒａｄｉａｔｉｏｎｗａｖｅｏｔｈｅｒｔｈａｎｅｖａｎｅｓｃｅｎｔｗａｖｅｉｎａｌｌ￣ｆｉ￣ｂｅｒｉｍｍｕｎｏｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｂｉｏｓｅｎｓｏｒｆｏｒｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａｃｏｌｉＯ１５７:Ｈ７[Ｊ].ＰＬｏＳＯｎｅꎬ２０１４ꎬ９(５):ｅ９５４２９.[２５]刘婷.基于荧光与表面增强拉曼光谱的光纤生化传感器[Ｄ].北京:清华大学ꎬ２０１４:２６￣２７.ＬＩＵＴ.ＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒＢｉｏｃｈｅｍｉｃａｌＳｅｎｓｏｒＢａｓｅｄｏｎＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅａｎｄｓｕｒｆａｃｅｅｎｈａｎｃｅｄＲａｍａｎＳｐｅｃｔｒａ[Ｄ].Ｂｅｉｊｉｎｇ:Ｔｓｉｎｇ￣ｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ２０１４:２６￣２７.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[２６]邸志刚ꎬ贾春荣ꎬ姚建铨ꎬ等.基于银纳米颗粒的ＨＣＰＣＦＳＥＲＳ传感系统优化设计[Ｊ].红外与激光工程ꎬ２０１５ꎬ４４(４):１３１７￣１３２２.ＤＩＺＧꎬＪＩＡＣＲꎬＹＡＯＪＱꎬｅｔａｌ..ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｎＨＣＰＣＦＳＥＲＳｓｅｎｓｏｒｂａｓｅｄｏｎｓｉｌｖｅｒｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ[Ｊ].ＩｎｆｒａｒｅｄＬａｓｅｒＥｎｇ.ꎬ２０１５ꎬ４４(４):１３１７￣１３２２.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[２７]ＣＲＥＧＡＮＲＦꎬＭＡＮＧＡＮＢＪꎬＫＮＩＧＨＴＪＣꎬｅｔａｌ..Ｓｉｎｇｌｅ￣ｍｏｄｅｐｈｏｔｏｎｉｃｂａｎｄｇａｐｇｕｉｄａｎｃｅｏｆｌｉｇｈｔｉｎａｉｒ[Ｊ].Ｓｃｉｅｎｃｅꎬ１９９９ꎬ２８５(５４３３):１５３７￣１５３９.[２８]ＣＨＥＮＨＦꎬＪＩＡＮＧＱＪꎬＱＩＵＹＱꎬｅｔａｌ..Ｈｏｌｌｏｗ￣ｃｏｒｅ￣ｐｈｏｔｏｎｉｃ￣ｃｒｙｓｔａｌ￣ｆｉｂｅｒ￣ｂａｓｅｄｍｉｎｉａｔｕｒｉｚｅｄｓｅｎｓｏｒｆｏｒｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ￣ｉｎｄｕｃｅｄ￣ｅｍｉｓｓｉｏｎｍｏｌｅｃｕｌｅｓ[Ｊ].Ａｎａｌ.Ｃｈｅｍ.ꎬ２０１９ꎬ９１(１):７８０￣７８４.[２９]ＹＵＪꎬＺＨＡＯＸＭꎬＬＩＵＢＨꎬｅｔａｌ..Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎｉｎｌａｓｉｎｇｔｈｒｅｓｈｏｌｄｏｆｈｏｌｌｏｗ￣ｃｏｒｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｏｐｔｏｆｌｕｉｄｉｃｌａｓｅｒｂａｓｅｄｏｎｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｒｅｓｏｎａｎｔｅｎｅｒｇｙｔｒａｎｓｆｅｒ[Ｊ].Ｏｐｔ.ＦｉｂｅｒＴｅｃｈｎｏｌ.ꎬ２０２０ꎬ５８:１０２２８１.[３０]ＢＯＤＯＭꎬＢＡＬＬＯＮＩＳꎬＬＵＭＡＲＥＥꎬｅｔａｌ..Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｓｕｂ￣ｔｏｘｉｃｃａｄｍｉｕｍｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｎｂｏｎｅｇｅｎｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｐｒｏｇｒａｍ:ｒｅｓｕｌｔｓｏｆａｎｉｎｖｉｔｒｏｓｔｕｄｙ[Ｊ].Ｔｏｘｉｃｏｌ.Ｖｉｔｒｏꎬ２０１０ꎬ２４(６):１６７０￣１６８０.[３１]ＦＡＴＴＡ￣ＫＡＳＳＩＮＯＳＤꎬＫＡＬＡＶＲＯＵＺＩＯＴＩＳＩＫꎬＫＯＵＫＯＵＬＡＫＩＳＰＨꎬｅｔａｌ..Ｔｈｅｒｉｓｋｓａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｗａｓｔｅｗａｔｅｒｒｅｕｓｅａｎｄｘｅｎｏｂｉｏｔｉｃｓｉｎｔｈｅａｇｒｏｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ[Ｊ].Ｓｃｉ.ＴｏｔａｌＥｎｖｉｒｏｎ.ꎬ２０１１ꎬ４０９(１９):３５５５￣３５６３.[３２]ＺＨＯＵＭＪꎬＧＵＯＪＪꎬＹＡＮＧＣＸ.ＲａｔｉｏｍｅｔｒｉｃｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｓｅｎｓｏｒｆｏｒＦｅ３＋ｉｏｎｓｄｅｔｅｃｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｑｕａｎｔｕｍｄｏｔ￣ｄｏｐｅｄｈｙ￣ｄｒｏｇｅｌｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒ[Ｊ].Ｓｅｎｓ.ＡｃｔｕａｔｏｒｓＢ:Ｃｈｅｍ.ꎬ２０１８ꎬ２６４:５２￣５８.[３３]ＺＨＡＯＬＸꎬＤＩＦꎬＷＡＮＧＤＢꎬｅｔａｌ..Ｃｈｅｍｉｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｏｆｃａｒｂｏｎｄｏｔｓｕｎｄｅｒｓｔｒｏｎｇａｌｋａｌｉｎｅｓｏｌｕｔｉｏｎｓ:ａｎｏｖｅｌｉｎｓｉｇｈｔｉｎ￣ｔｏｃａｒｂｏｎｄｏｔｏｐｔｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ[Ｊ].Ｎａｎｏｓｃａｌｅꎬ２０１３ꎬ５(７):２６５５￣２６５８.[３４]ＭＵＲＲＡＹＣＢꎬＮＯＲＲＩＳＤＪꎬＢＡＷＥＮＤＩＭＧ.ＳｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｎｅａｒｌｙｍｏｎｏｄｉｓｐｅｒｓｅＣｄＥ(Ｅ＝ｓｕｌｆｕｒꎬｓｅ￣ｌｅｎｉｕｍꎬｔｅｌｌｕｒｉｕｍ)ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｔｅｓ[Ｊ].Ｊ.Ａｍ.Ｃｈｅｍ.Ｓｏｃ.ꎬ１９９３ꎬ１１５(１９):８７０６￣８７１５.[３５]ＬＩＵＹＦꎬＴＡＮＧＸＳꎬＨＵＡＮＧＷꎬｅｔａｌ..Ａｆｌｕｏｒｏｍｅｔｒｉｃｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｎａｎｏｐｒｏｂｅｆｏｒｃｏｐｐｅｒ(Ⅱ)ｂｙｕｓｉｎｇＡｇＩｎＺｎＳｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓ[Ｊ].Ｍｉｃｒｏｃｈｉｍ.Ａｃｔａꎬ２０２０ꎬ１８７(２):１４６.[３６]ＧＯＮÇＡＬＶＥＳＨＭＲꎬＤＵＡＲＴＥＡＪꎬＥＳＴＥＶＥＳＤＡＳＩＬＶＡＪＣＧ.ＯｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｓｅｎｓｏｒｆｏｒＨｇ(Ⅱ)ｂａｓｅｄｏｎｃａｒｂｏｎｄｏｔｓ[Ｊ].Ｂｉｏｓｅｎｓ.Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｏｎ.ꎬ２０１０ꎬ２６(４):１３０２￣１３０６.[３７]ＬＩＵＴꎬＷＡＮＧＷＱꎬＪＩＡＮＤꎬｅｔａｌ..Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｒｅｍｏｔｅａｎｄｏｎ￣ｓｉｔｅＨｇ２＋ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｕｓｉｎｇｔｈｅｈａｎｄｈｅｌｄｓｍａｒｔｐｈｏｎｅｂａｓｅｄ１２７８㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第４１卷ｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｓｅｎｓｏｒ(ＳＯＦＦＳ)[Ｊ].Ｓｅｎｓ.ＡｃｔｕａｔｏｒｓＢ:Ｃｈｅｍ.ꎬ２０１９ꎬ３０１:１２７１６８.[３８]创新.ＳＩＭ系列痕量爆炸物探测器[Ｊ].军民两用技术与产品ꎬ２００７(１２):３１.ＣＨＵＡＮＧＸ.ＳＩＭｓｅｒｉｅｓｔｒａｃｅｅｘｐｌｏｓｉｖｅｄｅｔｅｃｔｏｒ[Ｊ].Ｕｎｉｖｅｒｓ.Ｔｅｃｈｎｏｌ.Ｐｒｏｄ.ꎬ２００７(１２):３１.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[３９]ＣＨＵＦＨꎬＹＡＮＧＪＪ.Ｃｏｉｌ￣ｓｈａｐｅｄｐｌａｓｔｉｃｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｓｅｎｓｏｒｈｅａｄｓｆｏｒｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｑｕｅｎｃｈｉｎｇｂａｓｅｄＴＮＴｓｅｎｓｉｎｇ[Ｊ].Ｓｅｎｓ.ＡｃｔｕａｔｏｒｓＡ:Ｐｈｙｓ.ꎬ２０１２ꎬ１７５:４３￣４６.[４０]ＬＩＵＦＫꎬＣＵＩＭＸꎬＭＡＪＪꎬｅｔａｌ..Ａｎｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｔａｐｅｒｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｆｏｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｎｉｔｒｏ￣ｅｘｐｌｏｓｉｖｅｓｂａｓｅｄｏｎｔｅｔｒａ￣ｐｈｅｎｙｌｅｔｈｙｌｅｎｅｗｉｔｈａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ￣ｉｎｄｕｃｅｄｅｍｉｓｓｉｏｎ[Ｊ].Ｏｐｔ.ＦｉｂｅｒＴｅｃｈｎｏｌ.ꎬ２０１７ꎬ３６:９８￣１０４.[４１]ＹＡＮＧＪＣꎬＳＨＥＮＲꎬＹＡＮＰＸꎬｅｔａｌ..Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｓｅｎｓｏｒｆｏｒｖｏｌａｔｉｌｅｔｒａｃｅｅｘｐｌｏｓｉｖｅｓｂａｓｅｄｏｎａｈｏｌｌｏｗｃｏｒｅｐｈｏｔｏｎｉｃｃｒｙｓｔａｌｆｉｂｅｒ[Ｊ].Ｓｅｎｓ.ＡｃｔｕａｔｏｒｓＢ:Ｃｈｅｍ.ꎬ２０２０ꎬ３０６:１２７５８５.[４２]ＤＩＮＧＬＹꎬＦＡＮＣꎬＺＨＯＮＧＹＭꎬｅｔａｌ..ＡｓｅｎｓｉｔｉｖｅｏｐｔｉｃｆｉｂｅｒｓｅｎｓｏｒｂａｓｅｄｏｎＣｄＳｅＱＤｓｆｌｕｏｒｏｐｈｏｒｅｆｏｒｎｉｔｒｉｃｏｘｉｄｅｄｅ￣ｔｅｃｔｉｏｎ[Ｊ].Ｓｅｎｓ.ＡｃｔｕａｔｏｒｓＢ:Ｃｈｅｍ.ꎬ２０１３ꎬ１８５:７０￣７６.[４３]邓辉ꎬ王晓英ꎬ肖吉群ꎬ等.基于荧光猝灭的锥尖型光纤氧传感探头[Ｊ].仪表技术与传感器ꎬ２０１５(７):１４￣１７.ＤＥＮＧＨꎬＷＡＮＧＸＹꎬＸＩＡＯＪＱꎬｅｔａｌ..Ｃｏｎｉｃａｌｔａｐｅｒｅｄｔｉｐｆｉｂｅｒｏｐｔｉｃａｌｏｘｙｇｅｎｓｅｎｓｏｒｐｒｏｂｅｂａｓｅｄｏｎｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｑｕｅｎｃｈｉｎｇ[Ｊ].Ｉｎｓｔｒｕｍ.Ｔｅｃｈ.Ｓｅｎｓ.ꎬ２０１５(７):１４￣１７.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[４４]ＥＮＤＲＥＳＳ＋ＨＡＵＳＥＲ.ＴｅｃｈｎｉｃａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｘｙｍａｘＣＯＳ６１Ｄ/ＣＯＳ６１[ＥＢ/ＯＬ].(２０１８￣０７￣１７)[２０２０￣０５￣２９].ｈｔ￣ｔｐｓ://ｐｏｒｔａｌ.ｅｎｄｒｅｓｓ.ｃｏｍ/ｗａ００１/ｄｌａ/５０００５４３/５８９４/０００/０４/ＴＩ００３８７ＣＥＮ＿１３１２.ｐｄｆ.[４５]ＺＨＡＯＹＴꎬＰＡＮＧＣＬꎬＷＥＮＺꎬｅｔａｌ..Ａｍｉｃｒｏｆｉｂｅｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｏｒｂａｓｅｄｏｎｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｌｉｆｅｔｉｍｅ[Ｊ].Ｏｐｔ.Ｃｏｍ￣ｍｕｎ.ꎬ２０１８ꎬ４２６:２３１￣２３６.[４６]ＡＮＲＩＴＳＵＭＥＴＥＲＣＯ.ꎬＬＴＤ.ＦｉｂｅｒＯｐｔｉｃｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒＦＬ￣２０００ｕｓｅｒ ｓｍａｎｕａｌ[ＥＢ/ＯＬ].(２０１９￣０１￣２１)[２０２０￣０５￣２９].ｈｔｔｐ://ｗｗｗ.ａｎｒｉｔｓｕ￣ｍｅｔｅｒ.ｃｏｍ.ｃｎ.[４７]ＡＮＲＩＴＳＵＭＥＴＥＲＣＯ.ꎬＬＴＤ.４￣ｃｈａｎｎｅｌＦｉｂｅｒＯｐｔｉｃｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒ ＡＭＯＴＨ ＦＬ￣２４００ｕｓｅｒ ｓｍａｎｕａｌ[ＥＢ/ＯＬ].(２０１９￣０１￣２１)[２０２０￣０５￣２９].ｈｔｔｐ://ｗｗｗ.ａｎｒｉｔｓｕ￣ｍｅｔｅｒ.ｃｏｍ.ｃｎ.[４８]萩原康二ꎬ郝文杰.荧光式光纤温度计[Ｊ].传感器技术ꎬ１９９３(６):５６￣５８.ＫＯＪＩＨꎬＨＡＯＷＪ.Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｆｉｂｅｒｏｐｔｉｃｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒ[Ｊ].Ｊ.Ｔｒａｎｓ.Ｔｅｃｈｎｏｌ.ꎬ１９９３(６):５６￣５８.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[４９]ＴＯＮＸＡꎬＡＣＨＡＶꎬＢＯＮＯＭＩＰꎬｅｔａｌ..Ａｄｉｓｐｏｓａｂｌｅｅｖａｎｅｓｃｅｎｔｗａｖｅｆｉｂｅｒｏｐｔｉｃｓｅｎｓｏｒｃｏａｔｅｄｗｉｔｈａｍｏｌｅｃｕｌａｒｌｙｉｍｐｒｉｎ￣ｔｅｄｐｏｌｙｍｅｒａｓａｓｅｌｅｃｔｉｖｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｐｒｏｂｅ[Ｊ].Ｂｉｏｓｅｎｓ.Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｏｎ.ꎬ２０１５ꎬ６４:３５９￣３６６.[５０]ＺＨＵＹＹꎬＣＵＩＭＸꎬＭＡＪＪꎬｅｔａｌ..Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｄ￣ａｓｐａｒｔｉｃａｃｉｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｉｏｌ￣ｅｎｅｃｒｏｓｓ￣ｌｉｎｋｅｄｍｏｌｅｃｕｌａｒｌｙｉｍｐｒｉｎｔｅｄｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｐｒｏｂｅ[Ｊ].Ｓｅｎｓ.ＡｃｔｕａｔｏｒｓＢ:Ｃｈｅｍ.ꎬ２０２０ꎬ３０５:１２７３２３.[５１]ＮＧＵＹＥＮＴＨꎬＬＩＮＹＣꎬＣＨＥＮＣＴꎬｅｔａｌ..Ｆｉｂｒｅｏｐｔｉｃｃｈｌｏｒｉｄｅｓｅｎｓｏｒｂａｓｅｄｏｎｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｑｕｅｎｃｈｉｎｇｏｆａｎａｃｒｉｄｉｎｉｕｍｄｙｅ[Ｃ].ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆＴｈｅ２０ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｒｅＳｅｎｓｏｒｓꎬＥｄｉｎｂｕｒｇｈꎬ２００９:７５０３１４￣１￣５.[５２]ＰＯＬＬＥＹＮꎬＳＩＮＧＨＳꎬＧＩＲＩＡꎬｅｔａｌ..ＵｌｔｒａｆａｓｔＦＲＥＴａｔｆｉｂｅｒｔｉｐｓ:ｐｏｔｅｎｔｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｏｆｍｏ￣ｌｅｃｕｌａｒｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ[Ｊ].Ｓｅｎｓ.ＡｃｔｕａｔｏｒｓＢ:Ｃｈｅｍ.ꎬ２０１５ꎬ２１０:３８１￣３８８.[５３]ＧＵＯＪＪꎬＮＩＵＭＸꎬＹＡＮＧＣＸ.Ｈｉｇｈｌｙｆｌｅｘｉｂｌｅａｎｄｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅｏｐｔｉｃａｌｓｔｒａｉｎｓｅｎｓｉｎｇｆｏｒｈｕｍａｎｍｏｔｉｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎ[Ｊ].Ｏｐ￣ｔｉｃａꎬ２０１７ꎬ４(１０):１２８５￣１２８８.[５４]崔红.胆甾修饰ＯＰＥ衍生物薄膜的创制及其荧光传感性能研究[Ｄ].西安:陕西师范大学ꎬ２０１３:３１￣３７.ＣＵＩＨ.ＣｒｅａｔｉｏｎｏｆＣｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃＭｏｄｉｆｉｅｄＯＰＥＤｅｒｉｖａｔｉｖｅＦｉｌｍａｎｄＩｔｓＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅＳｅｎｓｉｎｇＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ[Ｄ].Ｘｉ ａｎ:ＳｈａａｎｘｉＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ２０１３:２６￣２７.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[５５]李晓峰.稀土掺杂碳量子点的制备及其荧光性能的研究[Ｄ].济南:济南大学ꎬ２０１９:１７￣２０.ＬＩＸＦ.ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＲａｒｅＥａｒｔｈＤｏｐｅｄＣａｒｂｏｎＱｕａｎｔｕｍＤｏｔｓ[Ｄ].Ｊｉｎａｎ:ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＪｉ￣ｎａｎꎬ２０１４:１７￣２０.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)陈静(１９９７－)ꎬ女ꎬ重庆人ꎬ硕士研究生ꎬ２０１５年于重庆邮电大学获得学士学位ꎬ主要从事光纤荧光传感的研究ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｍ２０１９７２４５８＠ｈｕｓｔ.ｅｄｕ.ｃｎ夏历(１９７６－)ꎬ男ꎬ湖北武汉人ꎬ博士ꎬ教授ꎬ博士研究生导师ꎬ２００４年于清华大学获得博士学位ꎬ主要从事光纤通信与光纤传感的研究ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｘｉａｌｉ＠ｈｕｓｔ.ｅｄｕ.ｃｎ。

光纤传感技术题目光纤传感技术学院专业班级姓名指导教师年月日光纤传感技术学习体会这次有幸选到姜院士的课，真的是兴奋又激动！光纤传感技术这门课在姜院士的讲解下，浅显易懂，又引人入胜，虽然课时不多，但我却学到了很多东西。

高中物理学习光学知识的时候老师有讲到过光纤，但也就是单纯的分析某一单色光在光纤中的传播路径以及一些简单的计算，对于老师提到的光纤通信，始终未能解惑。

当时疑惑的是光线在光纤中传播是如何实现信息交换的，因为按照当时的《考试大纲》是不讲解光的调制的，而当时的自己也以高考为重，未去深究，因此也就将这些疑惑埋藏在心中多年。

所以，能选择《光纤传感技术》这门课程对本人来说还是很幸运很激动的，一是能丰富自己的课外知识、拓展自己的认知面，二是有可能完成这门课程的学习之后我可以讲埋藏心中多年的疑惑解除，一举两得。

光纤传感技术是二十世纪七十年代左右随着光纤通信技术的萌芽而迅速建立起来的，通过以光波这一载体并光纤这一媒质，起到具有感知与信号传输的新型传感技术。

作为被测量信号载体的光波和作为光波传播媒质的光纤，具有一系列独特的、其他载体和媒质难以相比的优点。

现阶段，光纤传感领域在世界中的发展大致分为两大方面：应用开发与相关原理性研究。

伴随光纤技术的不断成熟，实用化光纤传感器的开发成为整个领域发展的基础和关键。

当前，中国光纤传感器研究大多数基于于科研机构与大专院校等，但依旧未完成由理论实验向产品实践化的转变过程。

其中相对成熟的技术有：清华大学光纤传感中心和总后共同研究开发的温度测量系统和光纤油罐液位，已装配运行数年；北京航空航天大学和总装合作研制的光纤陀螺系统，现在的技术指标是0.20/hr 。

因为光纤传感器未能超越产品化的限制，并且还未像光纤通信产业具有指数型增长的趋势，许许多多和日常生活紧密联系的传感器应用产品（如交通监管、安全警报装置等）和精密的测试仪器仍然依靠于进口，亟需拓展的领域非常广阔。

1 光纤导光的基本原理光纤是传光的纤维波导或光导纤维的简称。