PDMS聚合物微腔探针型F-P传感器：高灵敏度生物检测新方案

本文主要探讨了一种创新的探针型光纤法布里-珀罗干涉仪传感器，其核心是将单模光纤的末端涂覆以聚二甲基硅氧烷（PDMS）来形成聚合物微腔，即聚合物微腔的光纤法布里-珀罗干涉仪传感器（PFFPI）。该设计的独特之处在于它结合了光纤传感技术与聚合物材料的优势，使得传感器在检测环境中的应用更为广泛。 PFFPI传感器的工作原理基于法布里-珀罗干涉效应，这是一种基于光在两个反射镜之间往返传播产生的干涉现象。当外部参数如折射率或温度变化时，光路长度会相应改变，导致干涉条纹的移动或消光比的变化。通过监测这些变化，可以实现对折射率和温度的精确测量。 在折射率方面，传感器表现出高灵敏度，具体来说，当折射率在1.3625到1.4206的范围内变化时，每单位折射率变化（RIU，即折射率单位）会导致消光比变化达到-180.359 dB。这一特性使得PFFPI特别适用于需要高分辨率测量的光学系统，如生物化学过程的监测，如细胞培养液中折射率的变化就可能反映细胞生长状态。 在温度传感方面，传感器在25℃至60℃的范围内，温度每升高1℃，波长漂移量为355.28 pm（皮米），这表明其具有良好的温度响应性，对于环境监控或热力学研究非常有用。 此外，PFFPI传感器的体积小巧，易于集成，并且由于PDMS的生物兼容性，使其在医疗和生物医学领域有巨大的潜力，特别是在人体内环境的监测或与生物组织的接触应用中。与传统的光纤传感器相比，PFFPI传感器在特定应用中，如无创、实时和非侵入性的生化检测上展现出独特的优势。 这篇论文介绍了PFFPI传感器的设计方法、工作原理以及其在折射率和温度测量上的卓越性能。这项研究不仅推动了光纤传感技术的发展，也为生物医学和环境监测等领域提供了新的解决方案。通过深入理解其理论基础和特性，可以进一步优化传感器的设计和应用，使之在未来的科技发展中发挥更大的作用。