钻石NV--为适应性接触和非接触传感提供以光纤为中心的吊杆
Satyajit Murmu1, Triranjita Srivastava2, Rajan Jha1
1Nanophotonics and Plasmonics Laboratory, School of Basic Sciences, Indian Institute of Technology Bhubaneswar, Bhubaneswar, Odisha 752050, India.
ACS applied materials & interfaces
|December 9, 2025
概括
使用空位中心的新型光纤探测器提供了精确的实时温度监测. 这种微型,可重复使用的传感器成功地非侵入性地检测到人类的呼吸速率,显示出医疗保健和工业应用的潜力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物医学工程 生物医学工程
- 光学是什么?光学是什么?光学是什么?
背景情况:
- 温度监测对于安全,效率和监管合规性至关重要.
- 现有系统需要优化精度,实时反和小型化.
研究的目的:
- 开发一种简单的,小型化的,可重复使用的,稳定的光纤悬臂探头,用于精确的实时温度检测.
- 为了展示探测器在监测人类呼吸速率中的应用.
主要方法:
- 通过将空位 (NV-) 中心嵌入的聚甲基 (PDMS) -石墨烯复合物 (PGC) 集成到一个渐变的多模纤维尖端,制造一个探头.
- 利用NV-中心的内在光发射和PGC吸收用于波长或强度询问.
- 用各种目标 (固体,液体,空气) 测试响应时间和灵敏度,并监测人类呼吸.
主要成果:
- 探测器实现了高灵敏度 (∼53 pm/°C和1.45%/°C).
- 对于显著的温度变化,证明了约1.2秒的快速响应时间.
- 成功分析了不同生理状态 (炼,坐着,冥想) 中的人类呼吸模式.
结论:
- 开发的光纤探测器提供了精确的实时温度传感.
- 它的非侵入性,非接触式比度传感能力有利于人类呼吸监测.
- 该探测器对医疗保健和各种工业部门的变革性应用具有前景.
