Czujnik kapilarny z rdzeniem domieszkowanym jonami samaru

Baranowska, A.; Żmojda, J.; Kochanowicz, M.; Miluski, P.; Dorosz, D.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Czujnik kapilarny z rdzeniem domieszkowanym jonami samaru

Autorzy

Baranowska A. , Żmojda J. , Kochanowicz M. , Miluski P. , Dorosz D.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Capillary sensor with samarium doped core

Języki publikacji

Abstrakty

W artykule przedstawiono czujnik światłowodowy wykorzystujący szklane włókno kapilarne, wyposażone w luminescencyjny rdzeń. Na rdzeń światłowodu zaproponowano szkło krzemianowe domieszkowane jonami samaru, zapewniające selektywną absorpcję promieniowania w zakresie 550-720 nm. Konstrukcja czujnika pozwala na pomiar stężenia roztworów, zaprezentowany na przykładzie roztworu Rodaminy B (RhB) w zakresie stężeń 0,01 - 0,15% ww. W wyniku metody sumowania sygnałów z dwóch pasm luminescencji uzyskano czułość pomiaru na poziomie -275•10³ %^-1. Otrzymane wyniki wskazują, że opracowana konstrukcja optrody może posłużyć jako kompaktowy czujnik luminescencyjny do ciągłego pomiaru właściwości roztworów.

The paper presents optical fiber sensor based on an optical fiber capillary with a luminescent side ribbon. Siliceous core was doped with Sm³⁺ ions which ensure multi colour luminescence in visible spectrum (550-720 nm). The special fibre construction allows to measure concentration of Rhodamine B (RhB) solution in rage of 0.01 - 0.15% ww. The sensitivity was obtained by using combination of measurements at 564 nm and 601 nm wavelengths and it reached -275•10³ %^-1. The use of certain wavelengths at measurement procedure allows to obtain the increase of selectivity and sensitivity of optrode. The results allow to reach the conclusion that the designed optrode has the ability to be used for construction of compact luminescent sensors, measuring selected properties of the solutions.

Słowa kluczowe

kapilarny czujnik optyczny kapilarny światłowód domieszkowany Sm3+ optroda pomiar

capillary optical sensor capillary Sm3+ -doped optical fiber optrode measurement

Wydawca

Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych

Czasopismo

Szkło i Ceramika

Rocznik

2016

Tom

R. 67, nr 1

Strony

10--13

Opis fizyczny

Bibliogr. 21 poz., fot., rys.

Twórcy

autor

Baranowska A.

a_baranowska@hotmail.com

studentka na kierunku Elektronika i Telekomunikacja Wydziału Elektrycznego Politechniki Białostockiej

autor

Żmojda J.

Politechnika Białostocka, Wydział Elektryczny

autor

Kochanowicz M.

Politechnika Białostocka, Wydział Elektryczny

autor

Miluski P.

Politechnika Białostocka, Wydział Elektryczny

autor

Dorosz D.

Politechnika Białostocka, Wydział Elektryczny

Bibliografia

[1] Kim K. S., Mizuno Y ., Nakano M., Onoda S., Nakamura K. (2010), Refractive index sensor for liquids and solids using dielectric multilayer films deposited on optical fiber end surface, „Quantum Electronics Conference & Lasers and Electro-Optics”, 837-839, DOI: 10.1109/IQEC-CLEO.2011.6193851.
[2] Linh Viet Nguyen, Vasiliev M., Alameh K. (2010), Water salinity fiber sensor with selectable sensitivity using a liquid-fillable composite in-fiber Fabry-Perot cavity, „High-Capacity Optical Networks and Enabling Technologies (HONET)”, 161-165, DOI: 10.1109/HONET.2010.5715765.
[3] Selvan B., Green R. J. (1995), Multiplexed optical fibre sensor for in-process liquid sensing applications, „Optical Techniques for Environmental Monitoring, IEE Colloquium”, 2/1-2/3, DOI: 10.1049/ic:19951116.
[4] Miluski P., Dorosz D. (2006), Measurement of refractive index using capillary waveguide, „Proc. SPIE”, 6347, 634716, DOI: 10.1117/12.714633.
[5] Qu H., Ung B., Roze M., Skorobogatiy M. (2012), All photonic bandgap fiber spectroscopic system for detection of refractive index changes in aqueous analytes, „Sensors and Actuators B”, 161, 235–243, DOI: 10.1016/j.snb.2011.10.025.
[6] Domański A. W. (1997), Application of optical fiber sensors in mechanical measurements, [in:] Instrumentation and Measurement Technology Conference 1997. IMTC/97. Proceedings. Sensing, Processing, Networking., IEEE, vol. 1, 700–702, vol.1, DOI: 10.1109/IMTC.1997.604042.
[7] Keller B. K., DeGrandpre M. D., Palmer C. P. (2007), Waveguiding properties of fiber-optic capillaries for chemical sensing applications, „Sensors and Actuators B”, 125, 360–371, DOI: 10.1016/j.snb.2007.02.022.
[8] Miluski P., Dorosz D. (2007), The temperature sensor based on capillary waveguide, „Proc. SPIE”, 6937, 69371J, DOI: 10.1117/12.784690.
[9] Wolfbeis O. S. (1996), Capillary waveguide sensors, „Trends in Analytical Chemistry”, 15, 225-232, DOI: 10.1016/0165-9936(96)85131-4.
[10] Kieslinger D., Draxler S., Trznadel K. (1997), Lifetime-based capillary waveguide sensor instrumentation, „Sensors and Actuators B”, 39, 300-304, DOI: 10.1016/S0925-4005(97)80223-7.
[11] Borecki M., Korwin-Pawlowski M. L., Beblowska M., Szmidt J., Jakubowski A. (2010), Optoelectronic Capillary Sensors in Microfluidic and Pointof-Care Instrumentation, „Sensors” 10 [4], 3771-3797, DOI: 10.3390/s100403771.
[12] Charlton C., de Melas F., Inberg A., Croitoru N., Mizaikow B. (2003), Hollow-waveguide gas sensing with room temperature quantum cascade lasers, „IEEE Proc. – Optoelectronics”, 150 [4], 306-309, DOI: 10.1049/ip-opt:20030673.
[13] Belz M., Dress P., Klein K. F., Boyle W. J. O., Franke H., Grattan K. T. V. (1998), Liquid core waveguide with fiber optic coupling for remote pollution monitoring in the deep ultraviolet, „Water Science and Technology”, 37 [12], 279-284, DOI: 10.1016/S0273-1223(98)00363-1.
[14] Romaniuk R. (2008), Capillary optical fiber – design, fabrication, characterization and application, „Bulletin of the Polish Academy of Sciences”, 56 [2], 87-102.
[15] Swinney K., Markov D., Bornhop D. J. (2000), Ultrasmall volume refractive index detection using microinterferometry, „Review of Scienific Instruments”, 71, 2684-2692.
[16] Lane S., Chan J., Thiessen T., Meldrum A. (2014), Whispering gallery mode structure and refractometric sensitivity of fluorescent capillary-type sensors, „Sensors and Actuators B”, 190, 752–759, DOI: 10.1016/j. snb.2013.09.029.
[17] Vollmer F., Arnold S. (2008), Whispering-gallery-mode biosensing: label-free detection down to single molecules, „Nature Methods”, 5 [7], 591-596, DOI: 10.1038/nmeth.1221.
[18] Zmojda J., Kochanowicz M., Miluski P., Dorosz D. (2014), Side-Detecting Optical Fiber Doped with Tb3+ for Ultraviolet Sensor Application, „Fibers”, 2 [2], 150-157, DOI: 10.3390/fib2020150.
[19] Pérez-Rodríguez C., Martína L. L., León-Luis S. F., Martína J. R., Kiran Kumar K., Jayasankar C. K. (2014), Relevance of radiative transfer processes on Nd3+ doped phosphate glasses for temperature sensing by means of the fluorescence intensity ratio technique, „Sensors and Actuators B”, 195, 324–331, DOI: 10.1016/j.snb.2014.01.037.
[20] Dorosz J. (2014), Novel constructions of optical fibers doped with rare–earth ions, „Bulletin of the Polish Academy of Sciences, Technical Sciences”, 62 [4], 619-626, DOI: 10.2478/bpasts-2014-0067.
[21] Wani J. A., Dhoble N. S., Kokode N. S., Dhoble S. J. (2014), Synthesis and photoluminescence property of RE3+ activated Na2CaP2O7 phosphor, „Advanced Materials Letters”, 5 [8], 459-464.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-e0b3bfb6-06fe-459b-b649-32363a3a1c3c