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龙图腾网获悉华南师范大学申请的专利一种基于反射式模间干涉的高灵敏镍离子光纤传感器获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115096343B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-10发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210552669.6，技术领域涉及：G01D5/353；该发明授权一种基于反射式模间干涉的高灵敏镍离子光纤传感器是由张新;黄旭光;梁伟鸿;潘冬梅;涂奇奇;刘震;岳兵;赵可设计研发完成，并于2022-05-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于反射式模间干涉的高灵敏镍离子光纤传感器在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于反射式模间干涉的高灵敏镍离子光纤传感器，包括宽带光源、光纤布拉格光栅、光环形器、传感元件和光谱仪；宽带光源输出光信号，经过光纤布拉格光栅，然后从光环形器第一端口进入光环形器，从光环形器第二端口输出到传感元件；然后光信号经过传感元件获得镍离子浓度信息，再经过反射，从光环形器第二端口再次进入光环形器；光信号从光环形器第三端口输出，再进入光谱仪被光谱仪接收，通过分析光谱的变化从而测量镍离子溶液的浓度。本发明检测镍离子既不会造成二次污染，也可以提高光纤检测镍离子的灵敏度；具有高灵敏度的镍离子传感特性和低检测限度的特性；能够在不同镍离子浓度下的水环境中长期保持稳定并且能够长期使用。

本发明授权一种基于反射式模间干涉的高灵敏镍离子光纤传感器在权利要求书中公布了：1.一种基于反射式模间干涉的高灵敏镍离子光纤传感器，其特征在于，包括宽带光源、光纤布拉格光栅、光环形器、传感元件和光谱仪； 宽带光源输出光信号，经过光纤布拉格光栅，然后从光环形器第一端口进入光环形器，从光环形器第二端口输出到传感元件；然后光信号经过传感元件获得镍离子浓度信息，再经过反射，从光环形器第二端口再次进入光环形器；最后，光信号从光环形器第三端口输出，再进入光谱仪被光谱仪接收，通过分析光谱的变化从而测量镍离子溶液的浓度； 传感元件中，光信号由单模光纤传输到多模光纤时，由于模式不匹配，激发出多个模式的光场，第m阶模式光场的表达式为： 其中，A为振幅，i为虚数，βm为第m的尝试，z为光场传播距离；当多模光纤的光场经过反射回到单模光纤，以一定的耦合系数耦合回单模光纤并发生模间干涉，则光场表达式为： 其中，a为耦合进入单模光纤的光场耦合系数，N表示无穷多，R为多模光纤端面的反射率；其表达式为： 其中，neff和n分别为多模光纤的有效折射率和溶液介质的折射率； 第m个和第m-1个模式发生干涉，其相位差为： 其中，和分别为第m个和第m-1个模式的有效折射率，λ是光信号的波长，L是多模光纤的几何长度；当时，发生干涉相消，第k级干涉相消时，其波长的表达式为： 其中，C为待测镍离子溶液的浓度，T为任意温度，得第k级的干涉相消峰漂移量为： △λk＝λkC,T-λk0,T06 其中，λk0,T0为第k级干涉峰在纯净水且温度为T0下的波长值；由于热光效应，涂敷的传感膜和光纤受到温度一定的影响，第m个和第m-1个模式的有效折射率分别为： 其中，和分别为C＝0，T＝T0时第m个和第m-1个模式的有效折射率；kc2和kc1分别为第m个和第m-1个模式传感薄膜的浓度系数，kT1、k’T1、kT2和k'T2分别为对应模式对于光纤的一阶和二阶热光系数。

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