FISO的光纖溫度探頭用于醫(yī)療應(yīng)用基于白光被鎵吸收/透射的原理（砷化鎵半導(dǎo)體）。溫度變化的影響在這個(gè)半導(dǎo)體上是眾所周知的和可預(yù)測(cè)的。隨著半導(dǎo)體的溫度升高，半導(dǎo)體的透射光譜(即沒(méi)有被吸收的光)發(fā)生移動(dòng)更高的波長(zhǎng)。在任何給定溫度下，傳輸本質(zhì)上從0%跳到100%在一個(gè)特定的波長(zhǎng)。這跳躍稱(chēng)為吸收位移，與a之間的關(guān)系特定的波長(zhǎng)-吸收發(fā)生位移的地方和因此溫度是可以預(yù)測(cè)的。
為什么會(huì)發(fā)生這種轉(zhuǎn)變?對(duì)此的物理解釋現(xiàn)象是在發(fā)生的變化中發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體的能帶隙。這個(gè)“間隙”指的是能量需要將材料中的電子碰撞到激發(fā)態(tài)(相對(duì)于放松、穩(wěn)定的狀態(tài))。隨著更多的能量進(jìn)入半導(dǎo)體以熱的形式隨著其溫度的升高，間隙增大變得更窄—這意味著需要更少的額外能量激發(fā)一個(gè)電子。光子(光的粒子)進(jìn)入半導(dǎo)體是激發(fā)電子的物質(zhì)。如果一個(gè)光子能攜帶足夠的能量讓電子穿過(guò)縫隙將吸收。如果它不能攜帶足夠的能量，那么它就會(huì)傳播。光子的波長(zhǎng)越短，能量就越多它攜帶。由于帶隙會(huì)隨著半導(dǎo)體的帶隙變窄溫度升高，跳躍所需的能量就會(huì)減少而這個(gè)間隙，光子的能量越來(lái)越少(越長(zhǎng)越好)就像人們說(shuō)的那樣，波長(zhǎng)較長(zhǎng)的(短波長(zhǎng))會(huì)被“光帶”吸收。因此，測(cè)量吸收位移的位置得到半導(dǎo)體溫度的測(cè)量。值得注意的是這項(xiàng)技術(shù)依賴(lài)于波長(zhǎng)，而不是強(qiáng)度相關(guān)的。
FISO的溫度探頭是基于直接接觸的溫度測(cè)量。傳統(tǒng)的溫度傳感器當(dāng)熱電偶和RTDs(電阻溫度器件)工作時(shí)基于同樣的原則。換句話(huà)說(shuō)，半導(dǎo)體材料必須接觸到被測(cè)物體或浸沒(méi)在被測(cè)液體或氣體中才能給出讀數(shù)。越親密觸點(diǎn)越小，傳感頭的熱質(zhì)量越小半導(dǎo)體對(duì)溫度變化的反應(yīng)速度更快。進(jìn)一步的步驟是能夠?qū)⒐鈧魉偷桨雽?dǎo)體測(cè)量吸收了什么。這就是。的函數(shù)光學(xué)纖維。
一個(gè)微小的砷化鎵半導(dǎo)體被連接到拋光的一端光學(xué)纖維。在半導(dǎo)體的一側(cè)是反射電介質(zhì)安裝薄膜(不導(dǎo)電的材料)。所有的材料具有這種特性(“高介電強(qiáng)度”)，即FISO的傳感器技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)之一超過(guò)傳統(tǒng)的溫度是用導(dǎo)線(xiàn)來(lái)傳遞電信號(hào)的。光纖的長(zhǎng)度上覆蓋著一層保護(hù)鞘(由尼龍、聚酰亞胺或聚四氟乙烯制成)，具有很強(qiáng)的耐腐蝕性處理和化學(xué)環(huán)境。整個(gè)遠(yuǎn)端組裝(半導(dǎo)體和光纖的末端)然后嵌入保護(hù)傳感器的生物相容性粘合劑(半導(dǎo)體)避免化學(xué)和機(jī)械攻擊。
吸收位移的計(jì)算不依賴(lài)于信號(hào)強(qiáng)度對(duì)于這種特殊的技藝來(lái)說(shuō)，不過(guò)是波長(zhǎng)的光線(xiàn)是有趣的。因此，促成的各種因素光纖的衰減(光纖長(zhǎng)度、數(shù)量和質(zhì)量)對(duì)連接、纖維直徑和組成、彎曲等的影響)不要對(duì)系統(tǒng)施加任何嚴(yán)重的限制。FISO的方法提供可靠的，可重復(fù)的溫度測(cè)量沒(méi)有可能由于連接器或電源丟失而導(dǎo)致的錯(cuò)誤光纖有明顯的彎曲。
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