1. 本选题研究的目的及意义
pH值是衡量溶液酸碱性的重要指标,在环境监测、食品安全、生物医药等领域具有广泛的应用。
传统的pH值测量方法存在操作复杂、响应时间长、易受外界干扰等缺点,因此开发新型、快速、准确、稳定的pH值传感器具有重要意义。
光纤pH值传感器因其体积小、灵敏度高、抗电磁干扰能力强、可远程监测等优点,近年来受到广泛关注。
2. 本选题国内外研究状况综述
近年来,国内外学者在基于表面等离子体共振的光纤pH值传感器领域开展了大量研究,并取得了一些进展。
1. 国内研究现状
国内学者在SPR光纤pH值传感器的研究方面取得了一定的进展。
4. 研究的方法与步骤
本课题将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的研究方法。
首先,通过查阅文献,了解国内外关于SPR光纤pH值传感器的研究现状,掌握SPR传感原理、光纤传感技术以及敏感材料的相关知识,为后续研究奠定基础。
其次,利用COMSOL等仿真软件对SPR光纤pH值传感器进行建模和数值模拟,分析不同结构参数、材料特性对传感器性能的影响,优化传感器设计,并预测其性能。
5. 研究的创新点
本课题的创新点在于:
1.新型敏感材料的探索与应用:将探索新型纳米材料作为敏感材料,以期提高SPR光纤pH值传感器的灵敏度、选择性和稳定性。
2.光纤传感探头结构的优化设计:针对高灵敏度和微型化的需求,设计新型光纤传感探头结构,例如采用微纳光纤、D型光纤等,以增强SPR效应,提高传感器的性能。
3.传感系统集成化与智能化:将传感探头、光源、光谱仪等集成一体,开发便携式、智能化的SPR光纤pH值传感系统,拓展其应用范围。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
[1] 刘欢,常洪龙,李欣,等.基于SPR效应的光纤pH传感器研究进展[J]. 传感器与微系统,2018,37(1):1-4.
[2] 张丽娟,刘军,李晓霞,等.基于D形光纤SPR效应的pH传感器[J].光子学报,2019,48(10):1-7.
[3] 王永亮,王森,刘畅,等.基于锥形光纤SPR效应的微型pH传感器[J].光学学报,2020,40(1):1-6.
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