基于微环谐振器的甲烷传感器.pdf

第 4 2卷 第 2期 2 0 1 6年 2月 工矿 自 动 化 I ndu s t r y a nd M i n e Aut oma t i on Vo 1 ． 4 2 NO ． 2 Fe b ． 2 O1 6 实验研 究 1 ． ．⋯． ◆ 【◆ 文章 编号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 1 6 0 2 0 0 3 4 0 5 DO I 1 0 ． 1 3 2 7 2 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 2 5 1 x ． 2 0 1 6 ． 0 2 ． 0 0 9 王文清， 王晓璐 ， 田子建． 基于微环谐振器的甲烷传感器r - J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 6 ， 4 2 2 3 4 3 8 ． 基于微环谐振器的甲烷传感器 王 文清 ， 王 晓璐。 ， 田子 建 1 ． 北京市煤炭矿用机电设备技术开发有限公司 ， 北京 1 0 0 0 4 2 ； 2 ． 中国矿业大学 北京机 电与信息工程学院 ， 北京 1 0 0 0 8 3 摘要 提 出了一种新型的基于微环谐振器的甲烷传感器。该传感器通过微环表层的穴番 A涂层来增加 微环的有效折射率， 使微环谐振器中谐振波长随甲烷浓度的增加而向右漂移； 通过测量输 出光信号的谐振波 长推 算 出甲烷浓度 。理 论 分析 结果表 明 ， 该 传感 器 的谐 振 波 长变化 范 围在 一 个 自由光谱 范 围 内， 甲烷 浓度 测 量 范 围为 O ～1 5 ％ ； 对 比 S O I 材料 和聚 合物材 料 、 单 面敏 感膜 和 三 面敏 感 膜 的测 量 结 果 ， 得 出聚 合物 材 料 三 面敏 感膜 微 环的谐振 波长 变化 幅度 较 大 ， 测 量灵敏 度 为 6 0 p m。 关 键词 甲烷 传感 器 ；甲烷 浓度 测 量 ； 微 环谐 振 器 ； 敏 感膜 中图分类 号 TD7 1 2 ． 5 5 文 献标 志码 A 网络 出版时 间 2 0 1 6 0 1 2 6 1 5 4 4 网络 出 版地址 h t t p ／ ／ w ww． c n k i ． n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． TP ． 2 0 1 6 0 1 2 6 ． 1 5 4 4 ． 0 0 9 ． h t ml M e t ha ne s e ns o r b a s e d o n mi c r o r i ng r e s o n a t o r WANG We n q i n g ， WANG Xi a o l u 。 ， TI AN Z i j i a n 。 1 ． B e i j i n g Co a l Mi n i n g El e c t r i c Eq u i p me n t Te c h n i c a l De v e l o p me n t Co． ，Lt d． ， B e i j i n g 1 0 0 0 4 2 ，Ch i n a ； 2． Sc h oo l o f M e c ha ni c a l El e c t r on i c a n d I nf o r ma t i on Eng i ne e r i ng，Ch i na U n i v e r s i t y o f M i ni n g a n d Te c h n o l o g y Be i j i n g ， B e i j i n g 1 0 0 0 8 3 ，Ch i n a Ab s t r a c t A n e w t y p e o f me t h a n e s e n s o r wa s p r o p o s e d wh i c h wa s b a s e d o n mi c r o r i n g r e s o n a t o r 。Th e s e ns or i s c o a t e d c r y pt o ph a ne A o n m i c r o r i n g s ur f a c e t o i nc r e a s e e f f e c t i ve r e f r a c t i v e i nd e x o f t he mi c r o _ r i ng，S O a s t o m a ke r e s o na n c e wa v e l e n gt h i n t he mi c r o r i ng r e s on a t o r dr i f t t owa r d s t he r i ght a l on g wi t h m e t ha ne c on c e nt r a t i o n i nc r e a s i ng．M e t ha ne c o nc e n t r a t i o n i s go t t e n b y m e a s u r i ng t he ou t p ut t e d r e s o n a nc e wa v e l e ng t h．The t he o r e t i c a l a na l y s i s r e s u l t s s h o w t h a t c h a ng e o f t h e o u t pu t t e d r e s o na nc e wa ve l e n gt h o f t h e s e ns or i s wi t hi n a f r e e s p e c t r a l r a n ge ， a nd me t ha ne c o nc e n t r a t i on me a s ur i n g r a n ge i s 0～ 1 5 ． By c o m p a r i n g me a s ur e me n t r e s u l t s o f SO1 ma t e r i a l a nd p ol y me r m a t e r i a l ， s i n gl e s e n s i t i ve f i l m a n d t h r e e s e ns i t i ve f i l m s ， a c o nc l us i o n i s g o t t e n t ha t pol yme r i c，ma t e r i a l mi c r o r i ng wi t h t h r e e s e ns i t i ve f i l m s ha s 1 a r g e r v a r i a t i o n wi d t h o f r e s o n a n c e wa v e l e n g t h，wh i c h h a s me a s u r e me n t s e n s i t i v i t y o f 6 0 p m ． Ke y wo r ds m e t ha n e s e n s o r； me t ha ne c o nc e nt r a t i o n m e a s u r e me nt ； m i c r o r i n g r e s o na t or ； s e ns i t i ve m m b r a ne 收稿 日期 2 0 1 5 1 2 0 2 ； 修 回日期 2 0 1 5 1 2 2 7 ； 责任编辑 李 明。 基金项 目 国家 自然科学基金资助项 目 u1 2 6 1 1 2 5 ； 北京市教育委员会创新团队建设提升计划 资助项 目 I DHT2 0 1 3 0 5 1 1 。 作者简介 王文清 1 9 6 3 一 ， 男 ， 北京人 ， 教授级高级工程师 ， 硕士 ， 主要从事煤矿井下安全检测方面的工作 ， E - ma i l w wq b g y ． o r g ． c n a 2 0 1 6年第 2期 王文清等 基 于微环谐振 器的甲烷传感器 3 5 0 引言 气体检测最早采用 的是电传感器 。电传感器通 过敏感元件将气体浓度转换为电参数进行传输 。以 甲烷传感器为例 ， 其电传感器类型有催化燃烧型_ 1 ] 、 半导体型 、 电化学型啪 。在矿井环境中， 电磁干扰 对 甲烷电传感器的影响较大 ， 易导致传感器误报、 漏 报 。另外 ， 甲烷电传感器一般由监测分站经 3芯或 4芯矿用 电缆供 电。 煤矿安全规程 规定 ， 甲烷 电 传感器至监测分站的最大距离不小于 2 k m， 使得矿 用电缆损耗较大。上述问题严重制约了甲烷电传感 器 在煤 矿井 下 的应用 。 光纤传感器技术_ 4 的发展为光纤甲烷传感器在 煤矿井下的应用创造了条件 。光纤 甲烷传感器采用 光波传递信号 ， 不受 电磁干扰影 响， 电气绝缘 性能 好， 结构简单 ， 适用于井下恶劣环境_ 5 ] 。其类型包括 光谱吸收型、 染料指示剂 型和倏逝波型l 6 ] 。其 中光 谱 吸收型光纤 甲烷传感器研究最多， 应用较广， 但其 光源昂贵 ， 结构复杂， 成本较高。染料指示剂型光纤 甲烷传感器易受化学反应速度的限制 ， 对温湿度有 较高要求 ， 应用受 限。倏逝波型光纤 甲烷传感器成 本较低， 结构简单 ， 近年来成为研究热点。吴锁柱l 7 ] 在倏逝波理论基 础上研究 了一种基 于穴番 A修饰 的模式 滤光光纤 甲烷传感器 ， 但其采用 的 P C S光 纤L 8 制作难度较大 。杨建春等 ] 在此基础上提出了 一 种应用普通光纤 、 基于敏感膜折射率变化的纤 芯 失配型光纤甲烷传感器 ， 降低了成本 。上述 光纤 甲 烷传感器通过光探测器检测输出光强变化来推算折 射率， 从而得到甲烷浓度 ， 对光纤 的入射角及折射角 有较高要求 ， 并且在单模光纤和 多模光纤的交界处 或弯折处会产生光损耗 ， 导致光强 因光纤本身的缺 陷而减 弱 ， 影 响检测 精度 。本文 提 出将光 波导 结 构一 微 环谐 振 器 应 用 于 甲烷 检测 中 ， 研 究 了一 款基 于微环谐振器的甲烷传感器 ， 为甲烷传感器的设计 提供了一种新思路。 1 传 感原 理 1 ． 1微 环 谐 振 器 结 构 图 1 为平行波导单环微环谐振器结构【 1 。 。 ， 其 由 2 条平 行 波 导 和 1个 微 环 构 成 。微 环 半 径 R一 1 2 ． 4 8 8 m， 2条平行波导长度 L一1 0 0 m， 则微环 的 自由光谱 区为 1 8 ． 1 3 n m。光在微环 中的传输过 程 光信号从 P端进入上平行波导后 ， 在临近微环时 发生耦合 ， 使得光功率不断耦合进入微环中； 耦合进 微环的光不停旋转 ， 当绕微 环传输 1周所产生的光 程差为波长的整数倍时 ， 光信号发生谐振 ， 谐振后的 光信号传输至微环与下平行波导临近区域 时， 再次 发生耦合 ， 并沿下平行波导由 q端输 出。 图 1 平 行 波 导 单 环 微 环 谐 振 器 结 构 1 ． 2 传 感过 程 基于微环谐振器的甲烷传感器基本原理如图 2 所示。甲烷浓度 由敏感膜来感知 。敏感膜相 当于微 环的包层 ， 当甲烷与其发生作用时会引起折射率变 化 ， 使得传播模式 的有效折射率变化 ， 最终引起微环 谐 振波 长 漂移 。 甲烷浓度改变 敏感膜折射率改变 传播模式的有效折射率改变 ● 微环谐振波长漂移 图 2 基于微环谐振器的 甲烷传感器基本原理 研究表明， 在穴番类化合物中， 穴番 A在有机 溶液 中对 甲烷具有较强的亲合能力l 1 ， 且在 6个月 内具 有 良好 的稳定 性_ 7 ] ， 因此 将 穴番 A作 为 微 环 表 面的敏感膜。当敏感膜与 甲烷接触时 ， 甲烷分子扩 散进 膜 内部， 并 与穴 番 A 发 生 非共 价 键 相 互作 用 _ 】 ， 选择 性地 进入 穴 番 A 分 子 的空 穴 中， 引 起 敏 感膜折射率变化 ， 微环的有效折射率也随之变化 ， 从 而 引起谐 振波 长漂 移 。研究 表 明 ， 穴 番 A 的折 射 率 随 甲烷 浓 度 的升高 而 增 大口 ] ， 如 图 3所 示 。敏 感 膜的折射率 与甲烷浓度 C几乎呈线性关系 ， 斜率 为 0 ． 0 5 3 ， 即 一 0 ． 05 3 C 1 ． 41 2 1 槲 摇 鞲 镣 蟛 图 3 甲烷浓度与敏感膜折射率关系 3 6 工矿 自动 化 2 0 1 6年 第 4 2卷 图 4为微环 横截 面 。a ， b分别 为 波 导 芯 的宽 度 和厚度 。设波导芯 中心为坐标系原点 O ， 将 波导芯 分成 9个区域 ， 各 区域折射率均为常数。为 了简化 分析 ， 忽略光功率在阴影部分的传输 ， 只讨论在其他 5 个 区域 的传输情况m] 。 ’-r ”4 I n LI I o’’ 5 r n2 图 4微 环 波 导 芯 横 截 面 为了简化分析 ， 设大部分光功率在波导芯 中传 输 ， 则波导中存在 2 种基本传播形式 电场 主要沿 z 方向偏振 ， 称为 E 模式 ， t 为模式 阶数 ， 单模传输 时 s 一￡ 一O ； 电场主要沿 方 向偏振 ， 称为 模式 。 在远 离传播 模式 截 止 的情 况 下 ， 由亥 姆 霍 兹 方 程 可 得 E ， 传播模式的有效折射率 N 2 n 一 面 羔 1 T f 2 [ 忌 o 6 c 2 一竹 ； 。 c 4 ； ～ ； ] 。 2 式 中 ， ， 。 ， ， ， z 分 别 为 图 4中微 环 波 导 芯 内 5个非阴影区域的折射率； k 。为真空 中的波数 ； C ， C 。 ， c 4 ， C 5 为模式常数 。 由式 2 可知， 当微环表面涂敏感膜时 ， 敏感膜 感知甲烷浓度变化 而产生折射率变化时 ， 会 引起传 播模式有效折射率发生变化 。 光在微环 中传输时 ， 只有绕微环传输 1周产生 的光程差为波长整数倍 的光才能发生谐振而加强， 即满足 微环方 程 2 7 c RN 一 谳 5 式 中 m 为谐 振级 数 ； 为谐 振波 长 。 当微环有效折射率发生改变时 ， 谐振波长也会 随之变化 ， 产生谐振波长漂移 。 2 甲烷 浓度 测量 实验 2 ． 1 波导材料 的选择 在 温湿度 不 变 的条 件下 ， 不计 损耗 ， 为 在微环 谐 振器 中实现平行 波导 和微环 中 E 主模 的单模 传 输_ 】 ， 取波导芯宽度 a与厚度 b均为 1 ． 5 m。 在 微环 上包层 涂穴 番 A， 如 图 5所示 。 图 5 单 面敏感膜 微环 横截 面 萎 c 3 敏 感 膜 厚 度 需 大 于 其 穿 透 深 度 。 ． 4 8 2 m ， 因 此 模式下， 一 2 ， 4 ⋯ 膜厚度取 O 5 m。当敏感膜与甲烷发生作用时， 微 E 模 式下 ， 一 2 ， 4 环 的有 效折射 率 为 、 2 2 ． ． ． 一 Z 一 “ r 志 o ac 3 } 一 ； ， 2 f 5 一， 2 j ， 2 ] ． ．．．．． ． ．．．．．．．． ．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．． 一一．． r F； 、l { 忌 。 b c z 一 ； ／ f [ } 一 O ． 5 3 C 1 ． 4 1 2 。 ] 。 谐振波长为 n 一1 ． 4 5 5 。此时甲烷浓度测量透射谱如图 6 所示 。 、 2 兀 R N ， 从 图 6可 看 出 ， 选 用 S 0I 材 料 的微 环谐 振 器 m 时， 敏感膜与甲烷发生作用后谐振波长无变化 ， 原因 由式 6 一式 7 可知 ， 随着甲烷浓度的升高 ， 微 是 S O 1 材料中波 导芯的折射率 比敏感膜 与甲烷作 环的有效折射-gN2 _ a ， 使得谐振波长增大 ， 产生 用后的折射率大得多， 较大的折射率差使微环的有 谐振波长漂移 。 效折射率变化很小甚至无变化。可见 S O 1 材料不 目前常用的波导材料有 S OI 材料口 与聚合物 适合作为微环谐振器的制作材料 。 材料。S O I 具有包层 与波导芯折射率相差大、 利于 选用聚合物为材料的微环谐振器 ， 可合成所需 微环耦合等特点。本文首先选用 S OI 材料 的微环 折射率值 ， 使波导芯折射率与敏感膜折射率差较小 。 谐振器 ， 取波导芯折射率 r t 一3 ． 4 ， 下包层的折射率 取聚合物材料波导芯折射率 n 一1 ． 6 2 7 8 ， 下包层的 ／／ }； 1 1 ，r●J，l● I， r● I ， 【 ●I 一 一 C f 2 0 1 6年 第 2期 王文 清等 基 于微 环 谐振 器 的 甲烷 传感 器 3 7 曼一 蔡一 曼一 嬖一 波长／ p m a 甲烷体积分数为 0 波长 ／ p m b 甲烷体积分数为 1 5 ％ 图 6 选用 S O1 材料 的微 环谐 振器时 甲烷浓度测量透射谱 折射率 一1 ． 4 6 5 。此 时 甲烷浓度 测量透射 谱如 图 7所示。可见采用聚合 物材料 的微环谐振器时 ， 谐振波长有明显变化 。需要 注意的是 ， 聚合 物材料 波导芯与敏感膜折射率差不能太小 ， 否则会影 响微 环谐 振 器 的性 能 。 从图 7可看 出， 甲烷体积分数为 0时 ， 谐振波长 为 1 ． 5 5 6 1肚 m； 甲烷体积分数为 1 5 ％时， 谐振波长 为 1 ． 5 5 6 4 m， 谐 振 波 长 向 右 漂 移， 变 化 量 为 0 ． 3 n m。该变化在 自由光谱 区范 围内， 不影 响观 测 。可见甲烷浓度升高会引起微环谐振波长漂移 ， 但是在单面敏感膜条件下， 波长漂移幅度不大 ， 难以 精 确反 映 甲烷浓 度 与谐 振 波 长 变 化 量 之 间 的关 系 ， 测量灵敏度较低 。 2 ． 2 敏 感膜 的增加 曼一 嬖一 波长／ p m a 甲烷体积分数为 0 b 甲烷 体 积 分 数 为 1 5 图 7 选用聚合物材料 的微环谐振器时 甲烷浓度测量透射谱 发生变化 。若将波导左右包层均涂上穴番 A 作为 敏感膜 ， 如图 8所示， 即 n 。 ， ， 均变化 ， 可与 甲烷 充分接触发生反应 ， 使有效折射率变化更加明显 ， 引 起谐振波长漂移量增加 。 图 8 三面敏感膜微环横截面 从式 4 可看到 ， 当上表层涂敏感膜时， 只有 此时微环的有效折射率为 N； 一 一 『 i 二 i 『 二 一 干 一 7 c 2 { k o b - - c 2 ； 一 ； ， 2 C I n ； 一 O ． 5 3 C1 ． 4 1 2 ] ， 2 谐 振 波长 为 2一 2 n R N 2 9 m 由式 8 、 式 9 可 知 ， 随 着 甲烷 浓 度 的升 高 ， 微 环的有效折射率随之增大 ， 使谐振波长增大 ， 产生波 长漂 移 。 图 9为采用三面敏感膜微环时甲烷浓度测量透 射谱。可看 出甲烷体 积分数 为 0时 ， 谐 振波 长为 1 ． 5 6 7 4 m； 甲烷 浓 度 为 1 5 时 ， 谐 振 波 长 为 1 ． 5 6 8 3 m， 谐 振 波 长 向右 漂 移， 波 长 变 化 量 为 0 ． 9 n m， 在 自由光谱 区范围内。可见 当甲烷浓度升 高时， 三面敏感膜产生 的谐振波长漂移量为单面敏 感膜的 3倍 ， 测量灵敏度较高。 2 ． 3传 感 器的选 择性 在进 行气 体检测 时 ， 空气 中含有较 多 的 C O， 鼍 暇 一 米 呈一 慧 一 波长／ g m a 甲烷体积分数为 0 8 波长／ p m b 甲烷体积分数为 1 5 图 9 采用 三面敏感膜微环 时甲烷浓度测 量透射谱 C O ， N ， O 等。图 1 O为该基于敏感膜折射率变化 的甲烷传感器测量几种气体时的透射谱。可看出该 传感器对 C O， C O。 ， N 。 ， O 几乎无响应 ， 即在检测 甲 烷浓度时不受其他气体干扰 ， 对 甲烷气体表现 出良 3 8 工矿 自动化 2 0 1 6年第 4 2卷 好 的选 择性 。 ∞ 瞩 一 兽一 嘿 呆 一 ∞ 嘿 一 1 ． 5 6 5 1 ．5 7 5 1 ．5 8 5 1 ．5 9 5 1 ．5 6 5 1 ．5 7 5 1 ． 5 8 5 1 ． 5 9 5 波长／ m 波长／ “ m a CO b CO2 ∞ 氍 一 1 ． 5 6 5 1 ． 5 7 5 1 ，5 8 5 1 ．5 9 5 1 ．5 6 5 1 ．5 7 5 1 ． 5 8 5 1 ． 5 9 5 波] 5 ／ g m 波t S ／ g m 参考文献 [1 ] [2 ] [3 ] 。 N 2 d 0 2 [ 4 ] 图 1 0 甲烷传感器测量其他气体时的透射谱 3实 验结 果分析 由以上分析可知， 由聚合物材料制成的微环谐 振器 ， 其波导芯折射率 一1 ． 6 2 7 8 ， 下包层 的折射 率 T I 一1 ． 4 6 5 ， 若三面涂有敏感膜 ， 在测量 甲烷浓度 时的谐振波长变化范围在一个 自由光谱 区范 围内， 可得 出甲烷浓度与谐振波长之间的关系 ， 如图 1 1所 示 。可见 在 甲烷 爆 炸 极 限 范 围 内 ， 谐 振 波 长 与 甲 烷浓度 C呈线性关系， 如式 1 0 所示。测量灵敏度 为 6 0 p m， 测 量范 围为 0 H1 5 。 一 6 ． 0 1 0 C 1 ． 5 6 7 5 1 0 旨 i 鲻 蜘 4结语 甲烷 体积分数／ ％ 图 1 1 甲烷浓度与谐振波长 的关系 在微环谐振器 的基础上， 设计了一种基于敏感 膜折射率变化的甲烷传感器 ， 通过测量输 出光信号 的谐振波长 ， 推算出甲烷浓度 。理论分析表 明， 该传 感器的谐振波长变化 范围在一个 自由光谱 区范 围 内 ， 测量范围为 0 H1 5 ； 对 比 S OI 材料与聚合物材 料、 单面敏感膜和三面敏感膜 的测量情况 ， 得出三面 敏感膜聚合物材料微环 的谐振波长变化 幅度较大 ， 测量灵敏度为 6 0 p m。 [ 5 ] [ 6 ] [ 7] [8 ] [ 9 ] [ 1 O J [ 1 1 ] E 1 2 3 [ 1 3 ] E 1 4 ] [ 1 5 ] 童敏明． 催化传感器的研究与应用技术 E M] ． 徐州 中 国矿业大学出版社 ， 2 0 0 2 1 6 ． S AHA M ， BANERJ EE A， HALDER A K， e ￡a Z ． E f f e c t o f a l u mi n a a d d i t i o n o n me t h a n e s e n s i t i v i t y o f t i n d i o x i d e t h i c k f i l ms [ J ] ． S e n s o r s a n d A c t u a t o r s B ， 2 0 0 1， 7 9 2 1 9 2 1 9 5 ． QI AO J i e ， LI Ha i f e n， CHANG Ya n， e t a 1 ． Vol t a mme t r i c s t u dy an d d e t e c t i on of me t ha n e on n i c k e l h y d r o x i d e mo d i f i e d n i c k e l e l e c t r o d e[ J ] ． An a l y t i c a l L e t t e r s ， 2 0 0 8， 4 1 4 5 9 3 5 9 8 ． 张记龙 ， 王志 斌 ， 李 晓 ， 等． 基 于气 体特 征光谱 吸收 和 谐波检测的瓦斯 浓度测 量技术 [ J ] ． 煤炭 学报 ， 2 0 0 9 ， 3 4 1 2 4 2 7 ． 孙继平． 煤矿井下安全避险“ 六 大系统” 的作用和配 置 方案E J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 0 ， 3 6 1 1 卜4 ． 杨建春 ， 徐龙君 ， 章鹏． 倏逝波型光纤气体传感器研 究 进展口] ． 光学技术 ， 2 0 0 8 ， 3 4 4 5 6 2 5 6 5 ． 吴锁柱 ． 新 型模式 滤光光 纤化学 传感 器的 研究 [ D] ． 太原 山西大学 ， 2 0 0 9 ． 杨建春 ， 徐龙 君 ， 章鹏 ， 等． 纤芯失 配型 光纤传感 器折 射率 敏 感 特 性 [ J ] ． 光 学 学 报 ， 2 0 0 9 ， 2 9 5 1 1 8 3 11 8 7． 杨建春 ， 徐龙君 ， 陈伟民． 基于敏感膜折射率变化 的光 纤 甲烷传感器[ J ] ． 煤炭学报 ， 2 0 1 0 ， 3 5 3 4 2 0 4 2 3 ． LI TTLE B E， CHU S T， HAUS H A ， e ta 1 ．M i c r or i ng r e s o n a t o r c h a n n e l d r o p p i n g f i l t e r s[ J ] ．J o u r n a l o f Li g h t wa v e Te c h n o l o g y， 1 9 9 7 ， 1 5 6 9 9 8 1 0 0 5 ． BE N0UNI S M ， J AF FRE ZI C RE NAULT N， DUTAS TA J P， e t a 1 ． S t u d y o f a n e w e v a n e s c e n t wa v e o p t i c a l f i b e r s e n s o r f o r me t h a n e d e t e c t i o n b a s e d o n c r y p t o p h a n e m o l e c u l e s [ J ] ．S e n s o r s a n d Ac t u a t o r s B ， 2 0 0 5 ， 1 0 7 1 3 2 3 9 ． BRUCKNER C A ， SYN0VEC R E． Ga s c h r o m a t o g r a p h i c s e n s i n g O n a n o p t i c a l f i b e r b y mo d e - 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