ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ НАКЛОННОЙ ВОЛОКОННОЙ БРЭГГОВСКОЙ РЕШЕТКИ ПРИ ЕЕ ХИМИЧЕСКОМ ТРАВЛЕНИИ

Гагаринова Д.О., Плясцов С.А., Лесных Л.Л., Дмитриев А.А., Токарева Я.Д., Бочкова С.Д. Исследование изменения чувствительности наклонной волоконной брэгговской решетки при ее химическом травлении // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2020. Т. 20. № 6. С. 780-785. doi: 10.17586/2226-1494-2020-20-6-780-785  

Предмет исследования.Представлены результаты экспериментального исследования влияния длительности химического травления на спектр пропускания наклонной волоконно-оптической брэгговской решетки с целью повышению ее чувствительности для применения в качестве элемента в волоконно-оптическом измерителе показателя преломления жидкостей. Метод. Химическое травление наклонной брэгговской решетки осуществлялось в 50 % растворе плавиковой кислоты. Химическое травление выполнялось длительностью в течение 5, 10, 15, 20 и 30 мин с перерывами для измерений. На каждом этапе исследования проводились измерения спектра волоконной решетки в средах с разным показателем преломления. Основные результаты. Произведена оценка чувствительности наклонной волоконно-оптической брэгговской решетки к изменению показателя преломления после каждого этапа травления. Показано, что при уменьшении толщины оптического волокна за счет химического травления происходит снижение чувствительности. Практическая значимость. Экспериментальное исследование показало, что химическое травление не позволяет увеличить чувствительность наклонной брэгговской решетки к изменению показателя преломления исследуемой среды. Анализ результатов измерений может найти применение при проектировании и разработке волоконно-оптических измерителей концентрации или показателя преломления раствора исследуемого вещества.

1. Socorro-Leránoz A.B., Santano D., Del Villar I., Matias I.R. Trends in the design of wavelength-based optical fibre biosensors (2008–2018) // Biosensors and Bioelectronics: X. 2019. V. 1. P. 100015. doi: 10.1016/j.biosx.2019.100015

2. Guo T., Liu F., Guan B.-O., Albert J. Tilted fiber grating mechanical and biochemical sensors // Optics and Laser Technology. 2016. V. 78. Part B. P. 19–33. doi: 10.1016/j.optlastec.2015.10.007

3. Guo T., Liu F., Liang X., Qiu X., Huang Y., Xie C., Xu P., Mao W., Guan B.-O., Albert J. Highly sensitive detection of urinary protein variations using tilted fiber grating sensors with plasmonic nanocoatings // Biosensors and Bioelectronics. 2016. V. 78. P. 221–228. doi: 10.1016/j.bios.2015.11.047

4. Sypabekova M., Korganbayev S., González-Vila Á., Caucheteur C., Shaimerdenova M., Ayupova T., Bekmurzayeva A., Vangelista L., Tosi D. Functionalized etched tilted fiber Bragg grating aptasensor for label-free protein detection // Biosensors and Bioelectronics. 2019. V. 146. P. 111765. doi: 10.1016/j.bios.2019.111765

5. Алексеев А.В., Гильманов А.Ж., Гатиятуллина Р.С., Ракипов И.Г. Современные биомаркеры острого повреждения почек // Практическая медицина. 2014. № 3(79). С. 22–27.

6. Пролетов Я.Ю., Саганова Е.С., Смирнов А.В. Биомаркеры в диагностике острого повреждения почек. Сообщение I // Нефрология. 2014. Т. 18. № 4. С. 25–35.

7. Вельков В.В. Цистатин С: новые возможности и новые задачи для лабораторной диагностики (Часть 1) // Клинико-лабораторный консилиум. 2010. № 5(36). С. 23–31.

8. Вельков В.В. Цистатин С: новые возможности и новые задачи для лабораторной диагностики (Часть 2) // Клинико-лабораторный консилиум. 2011. № 1(37). C. 27–38.

9. Вельков В.В. Цистатин С: новые возможности и новые задачи для лабораторной диагностики (Часть 3) // Клинико-лабораторный консилиум. 2011. № 3(39). С. 31–37.

10. Мухин Н.А., Тареева И.Е., Шилов Е.М., Козловская Л.В. Диагностика и лечение болезней почек: руководство для врачей. М.: ГЭТОАР-Медиа, 2011. 384 c.

11. Albert J., Shao L.-Y., Caucheteur C. Tilted fiber Bragg grating sensors // Laser and Photonics Reviews. 2013. V. 7. N 1. P. 83–108. doi: 10.1002/lpor.201100039

12. Dong X., Zhang H., Liu B., Miao Y. Tilted fiber Bragg gratings: Principle and sensing applications // Photonic Sensors. 2011. V. 1. N 1. P. 6–30. doi: 10.1007/s13320-010-0016-x

13. Zhang X., Xu J., Cai S., Zhang Z., Chen X., Guan B.-O., Guo T. Surface plasmon resonance based on multi-angel tilted fiber Bragg grating for highly sensitive and wide range refractive index measurement // Proc. 15th International Conference on Optical Communications and Networks (ICOCN). 2016. P. 7875770. doi: 10.1109/ICOCN.2016.7875770

14. Márquez-Cruz V., Albert J. High resolution NIR TFBG-assisted biochemical sensors // Journal of Lightwave Technology. 2015. V. 33. N 16. P. 3363–3373. doi: 10.1109/jlt.2015.2431912

15. Zhang Y., Wang F., Qian S., Liu Z., Wang Q., Gu Y., Wu Z., Jing Z., Sun C., Peng W. A novel fiber optic surface plasmon resonance biosensors with special boronic acid derivative to detect glycoprotein // Sensors. 2017. V. 17. N 10. P. 2259. doi: 10.3390/s17102259

16. Стам А.М., Идрисов Р.Ф., Грибаев А.И., Варжель С.В., Коннов К.А., Сложеникина Ю.И. Запись волоконных решеток Брэгга с использованием интерферометра Тальбота и эксимерной KrF-лазерной системы // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2017. Т. 60. № 5. С. 466–473. doi: 10.17586/0021-3454-2017-60-5-466-473

17. Коннов К.А., Фролов Е.А., Грибаев А.И., Захаров В.В., Михнева А.А., Новикова В.А., Варжель С.В. Запись и визуализация волоконных решеток показателя преломления с наклонными штрихами // Оптика и спектроскопия. 2018. Т. 125. № 1. С. 51–56. doi: 10.21883/OS.2018.07.46266.2-18

18. Wang T., Liu K., Jiang J., Xue M., Chang P., Liu T. Temperature-insensitive refractive index sensor based on tilted moiré FBG with high resolution // Optics Express. 2017. V. 25. N 13. P. 14900–14909. doi: 10.1364/OE.25.014900

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License