우리는 액체의 굴절률(RI) 감지를 위한 평면-볼록(PC) 렌즈를 통합한 무금속 광섬유 프로브의 개발을 보고한다. 프로브 구조는 하우징에는 불소화 폴리(퍼플루오로알콕시 알케인, perfluoroalkoxy alkane; PFA)와 렌즈에는 수정(quartz) 또는 사파이어(sapphire)를 사용하는 등 화학적으로 견고한 재료를 적용하였다. 광섬유는 지름 5 mm의 PC 렌즈를 가로질러 정렬하였으며, 섬유 간격(D1)과 렌즈-반사경 거리(D2)가 RI 감도에 미치는 영향을 평가하였다. 광 강도는 D1에 따라 유의미하게 변동하였고, 최적 범위는 4.2–4.6 mm로 확인되었으며, 이를 통해 자당(sucrose) 용액에서 RI 변화의 검출이 향상되었다. 사파이어 기반 프로브는 수정 기반 프로브에 비해 약 20배 높은 감도를 보였고, RI 범위 1.33–1.45에서 우수한 선형성(R² = 0.999)을 유지하였다. 분광학적 기능 또한 과망간산칼륨(potassium permanganate)을 사용하여 평가하였으며, 그 결과 수정 기반 프로브가 특징적인 흡수 피처를 더 정확하게 포착하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 PC 렌즈 기반 광섬유 프로브가 높은 선형성과 분해능을 갖춘, 조절 가능하고 비금속이며 화학적으로 내구성 있는 RI 감지 플랫폼을 제공함을 시사하며, 화학적으로 가혹한 환경에서의 사용에 적합함을 보여준다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.