香港理工開發可用來測量人體的微小壓力變化的光纖傳感器

香港理工大學人員領導的研究開發出一種極其靈敏的微型光纖傳感器，可用來測量人體的微小壓力變化。

研究人員在光學學會(OSA)期刊《光學快報》(Optics Letters)上描述了他們的新光纖傳感器。這種傳感器是基于嵌入到一種名為Zeonex的新型聚合物光纖中的光纖布拉格光柵(FBG)，能夠檢測到僅2千帕斯卡的壓力變化。

該傳感器中使用的聚合物Zeonex，其與硅纖維相比不僅具有化學惰性，而且能很好地在水環境中工作，而且在壓力變化時表現出更高的光位移。盡管被稱為摻雜劑的物質經常被用于制造光纖的內芯和外包層具有不同折射率的材料，但研究人員通過使用不同等級的Zeonex來制造單材料纖維，簡化了制造過程。

為了演示這種新型傳感器，研究人員使用傳統聚合物傳感器進行了比較。這些傳感器被放置在一個腔室里，并手動地升高或降低壓力，逐步高于或低于大氣壓。同時對兩種傳感器的光位移進行實時監測。

測試表明，新型傳感器可用于高達50千帕或低于大氣壓的低壓測量，分辨率為2.0千帕。與傳統的聚合物傳感器相比，壓力測量的靈敏度提高了80%。

研究人員表示，“新壓力傳感器為醫療應用而設計，克服了硅基纖維傳感器的許多問題......它足夠靈敏，可以在呼吸時測量壓力的變化只有幾千帕肺部壓力。”