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铝涂覆层光纤前向受激布里渊散射对血液温度和声阻抗的监测
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作者 侯尚林 山航 +2 位作者 董洁 武刚 晏祖勇 《光学精密工程》 北大核心 2025年第10期1534-1549,共16页
本文基于铝涂覆层光纤中前向受激布里渊散射(Forward Stimulated Brillouin Scattering,FSBS)的温度和声阻抗的传感理论,探讨了涂层厚度对声学模式频率和线宽的影响,实现了温度和声阻抗的同步测量,提出了一种创新性、高灵敏度的血液中... 本文基于铝涂覆层光纤中前向受激布里渊散射(Forward Stimulated Brillouin Scattering,FSBS)的温度和声阻抗的传感理论,探讨了涂层厚度对声学模式频率和线宽的影响,实现了温度和声阻抗的同步测量,提出了一种创新性、高灵敏度的血液中疾病检测方法。研究结果表明径向声模R0,m的频率和线宽变化与温度、声阻抗呈线性关系;不同涂层厚度的光纤对温度和声阻抗的灵敏度各异,光纤涂层厚度为3µm和5µm时分别具有最高的线宽声阻抗灵敏度3.90 MHz/(kg·mm^(2)·s)和最高的频率温度灵敏度51.44 kHz/℃,温度和声阻抗的测量误差可低至0.015℃,0.033 kg/(mm^(2)·s)和0.008℃,0.027 kg/(mm^(2)·s);涂层厚度偏差在±0.5μm内,两种厚度涂层光纤的温度和声阻抗误差的变化范围分别是0.003~0.020℃,0.021~0.032 kg/(mm^(2)·s)和0.003~0.009℃,0.004~0.058 kg/(mm^(2)·s)。该传感系统可实现血液温度和声阻抗的实时监测,在检测区分血液的正常生理状态和多种病理状态(如高蛋白血症、贫血等)有着潜在应用价值,可为疾病早期诊断和精准医疗提供新的检测方法。 展开更多
关键词 前向受激布里渊散射 铝涂覆层光纤 温度和声阻抗传感 血液监测 疾病诊断
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