基于微波光子滤波器射频强度的叶绿素检测研究

作     者：李乾坤 丁美琪 桂林 连枭轩 钱敏 Li Qiankun;Ding Meiqi;Gui Lin;Lian Xiaoxuan;Qian Min

作者机构：上海第二工业大学智能制造与控制工程学院上海201209 上海第二工业大学计算机与信息工程学院上海201209 

基　　金：上海第二工业大学电子信息学位点2021年专项建设项目(A30DB218802-0402) 

出 版 物：《中国激光》 (Chinese Journal of Lasers)

年 卷 期：2023年第50卷第21期

页      码：221-231页

摘      要：叶绿素的检测和监测在植物生理、水质状况、农业管理和生态系统健康等方面具有重要意义。笔者设计了一种基于微波光子滤波器(MPF)射频强度的叶绿素检测系统,该系统利用叶绿素质量浓度变化导致光纤端面反射率发生变化的原理,根据射频强度与叶绿素质量浓度之间的关系,实现对叶绿素的检测。该系统具有体积小、抗干扰能力强的特点,而且可以实现长距离检测。在该系统中,宽谱光源、微波信号源、掺铒光纤放大器、电光调制器、隔离器、光耦合器、光电探测器、频谱仪、光纤等构成了迈克耳孙干涉仪结构的微波光子滤波器。提取不同蔬菜的叶绿素溶液,采用该系统对叶绿素溶液进行检测,验证了其在植物叶绿素检测方面的可行性。采用该系统检测了叶绿素实验原液以及由叶绿素标准溶液配制的不同质量浓度梯度的叶绿素溶液,验证了射频强度与叶绿素质量浓度之间存在较好的线性关系,其中最大射频强度与叶绿素质量浓度的线性拟合度(R2)达到了0.9741,灵敏度为0.007881 d B/(μg·L^(-1)),最小射频强度与叶绿素质量浓度的线性拟合度达到了0.9841,灵敏度为0.02258 d B/(μg·L^(-1))。上述实验结果表明该系统在高质量浓度叶绿素和低质量浓度叶绿素情况下均具有较好的传感性能。

主 题 词：传感 叶绿素 叶绿素质量浓度检测 微波光子滤波器 微波光子传感 光纤传感 

学科分类：0830[工学-生物工程类] 0907[农学-草药学] 070207[070207] 07[理学] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0815[工学-矿业类] 0703[理学-化学类] 0901[农学-植物生产类] 0803[工学-仪器类] 0713[0713] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/CJL230947

馆 藏 号：203124331...