光纤端面微空隙Fabry-Perot传感器：Fresnel反射调制的折射率测量

"这篇研究论文提出了一种基于Fabry-Perot光纤尖端传感器和Fresnel反射调制的折射率（RI）测量方法，该传感器具有温度自校准功能，适用于高灵敏度生物传感应用。文章展示了如何利用光纤尖端的微小空气间隙和光纤端部作为两个反射镜，形成一个FP腔，通过监测干涉条纹对比度来无歧义地测量外部折射率。此外，还提到了倾斜光纤布拉格光栅（TFBG）在生物传感探针中的应用，用于区分不同细胞密度的人类急性白血病细胞的微小折射率变化。" 在这篇研究论文中，作者探讨了两种不同的光纤传感器技术，分别是基于Fabry-Perot干涉的光纤尖端传感器和倾斜光纤布拉格光栅（Tilted Fiber Bragg Grating, TFBG）。这两种技术都是光学传感领域的重要工具，尤其在生物传感和环境监测中有广泛应用。 1. **Fabry-Perot光纤尖端传感器**：这种传感器的核心是利用光纤端部的微小空气间隙和光纤尖端自身形成一个干涉腔。当外部环境的折射率改变时，会直接影响干涉条纹的对比度，从而可以准确地监测到这些变化。由于这种设计，传感器对温度变化不敏感，因此具有温度自校准的能力，提高了测量的准确性和可靠性。 2. **Fresnel反射**：在光纤尖端传感器中，Fresnel反射起到了关键作用，它是在光纤表面发生的部分反射，与光纤内部的全反射相结合，共同形成了干涉效应，使得传感器能够检测到微小的折射率变化。 3. **倾斜光纤布拉格光栅**（TFBG）：TFBG是一种特殊的光纤器件，其周期性结构被倾斜地蚀刻在光纤轴上，使得光栅的反射光谱具有宽带特性。在生物传感应用中，TFBG对微小折射率变化非常敏感，例如在区分不同细胞密度的人类急性白血病细胞时，能够探测到细胞内折射率从1.3342到1.3344范围内的微小差异。 4. **生物传感应用**：高灵敏度的TFBG探针可用于检测生物样本，如细胞，通过识别细胞内折射率的微小变化来区分细胞的状态或密度。这种方法在疾病诊断、细胞分析等领域具有潜在的应用价值。 5. **开放获取**：值得注意的是，这篇论文是在Springerlink.com和《科学通报》(Science China Physics, Mechanics & Astronomy)上以开放获取的形式发表，这意味着公众可以免费获取和阅读研究内容。 这篇研究论文展示了光纤传感技术在高灵敏度折射率测量和生物传感中的创新应用，为相关领域的研究提供了新的思路和方法。