Модифицированные адресные волоконные брэгговские решетки с радиофотонным опросом в системах локального рН-контроля тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Альхуссейн Алаа Наджи Дахал

• Альхуссейн Алаа Наджи Дахал
• кандидат наук
• 2026

Оглавление диссертации кандидат наук Альхуссейн Алаа Наджи Дахал

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 5 ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ И ПЕРСПЕКТИВНЫХ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ ВОДОРОДНОГО

ПОКАЗАТЕЛЯ

1.1 Методы и средства измерения водородного показателя

1.2 Датчики на основе флуоресценции

1.2.1 Материалы и особенности конструкции

1.2.2 Диапазон измерений

1.2.3 Чувствительность

1.2.4 Последние достижения

1.2.5 Преимущества и недостатки

1.3 Датчики на основе поглощения

1.3.1 Материалы и особенности конструкции

1.3.2 Диапазон измерений

1.3.3 Чувствительность

1.3.4 Последние достижения

1.3.5 Преимущества и недостатки

1.4 Датчики на основе поверхностного плазмонного резонанса

1.4.1 Материалы и особенности конструкции

1.4.2 Диапазон измерений и чувствительность

1.4.3 Последние достижения

1.4.4 Преимущества и недостатки

1.5 Интерферометрические волоконные датчики

1.5.1 Материалы и особенности конструкции

1.5.2 Диапазон измерений и чувствительность

1.5.3 Последние достижения

1.5.4 Преимущества и недостатки

1.6 Волоконные брэгговские решетки 39 1.6.1 Материалы и особенности конструкции

1.6.2 Диапазон измерений и чувствительность

1.6.3 Последние достижения

1.6.4 Преимущества и недостатки

1.7 Датчики, основанные на времени люминесценции

1.7.1 Материалы и особенности конструкции

1.7.2 Диапазон измерений и чувствительность

1.7.3 Последние достижения

1.7.4 Преимущества и недостатки

1.8 Волоконно-оптические датчики затухающих волн

1.8.1 Материалы и особенности конструкции

1.8.2 Диапазон измерений и чувствительность

1.8.3 Последние достижения

1.8.4 Преимущества и недостатки

1.9 Выводы 56 ГЛАВА 2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МОДИФИЦИРОВАННОЙ АДРЕСНОЙ ВОЛОКОННОЙ БРЭГГОВСКОЙ РЕШЕТКИ

2.1 Волоконная брэгговская решетка

2.2 Адресная волоконная брэгговская решетка

2.3 Эффективный показатель преломления

2.4 Модифицированная адресная волоконная брэгговская решетка

2.5 Выводы по главе 74 ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

3.1 Зависимость эффективного показателя преломления вытравленного участка от показателя преломления внешней среды

3.1.1 Полностью вытравленная оболочка

3.1.2 Частично вытравленная оболочка

3.1.3 Ограничения на диапазон измерений

3.2 Связь между показателем преломления и водородным показателем

3.3 Изменение спектра модифицированной адресной волоконной брэгговской решетки от внешних воздействий

3.3.1 Влияние температуры внешней среды

3.3.2 Изменение водородного показателя внешней среды

3.4 Оценки достижимой точности измерений

3.5 Выводы по главе 92 ГЛАВА 4 ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ

4.1 Методы формирования модифицированных адресных волоконных брэгговских решеток

4.1.1 Контроль спектральной формы

4.1.2 Технологическое исполнение МАВБР

4.2 Оптико-электронная схема опроса и многосенсорная компоновка

4.3 Рекомендации по выбору элементной базы для компонент оптико-электронной схемы

4.3.1 Источник широкополосного лазерного излучения

4.3.2 Фотоприемник

4.3.3 Модуль аналого-цифрового преобразования

4.3.4 Оборудование для мультиплексирования

4.4 Калибровка сенсора

4.4.1 Контроль водородного показателя при постоянной температуре

4.4.2 Контроль температуры в зависимости от адресной частоты и амплитуды выходного тока фотоприёмника

4.4.3 Одновременный контроль температуры и водородного показателя

4.5 Выводы по главе 132 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 134 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 137 ПРИЛОЖЕНИЕ 1 156 ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Модифицированные адресные волоконные брэгговские решетки с радиофотонным опросом в системах локального рН-контроля»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Кислоты и основания являются фундаментальными химическими соединениями, которые играют решающую роль в различных биологических, экологических и промышленных процессах. Все вещества классифицируются как кислоты, нейтральные соединения или основания в зависимости от их поведения в водных растворах и величины их водородного (pH) показателя [1,2]. Кислоты и основания, в свою очередь, подразделяются на сильные и слабые в зависимости от степени их ионизации и химической активности, а точное измерение водородного показателя критически важно в таких областях, как химический анализ, мониторинг окружающей среды, медицинская диагностика [3], и имеет важное значение как для научных исследований, так и для практического применения [4-6]. Для этой цели разрабатываются различные методы и принципы измерений, которые основаны на отдельных физических и химических принципах [7,8].

Предлагаемые методы различаются по технологии опроса, точности, чувствительности, стоимости и применимости для конкретных приложений. Общая стоимость владения, включая стоимость приобретения, техническое обслуживание и срок службы, при обеспечении требуемой точности и скорости измерений, являются ключевыми факторами при выборе подходящей системы рН-контроля для промышленного и/или научного применения. Например, традиционные электрохимические датчики, такие как стеклянные и ионселективные электроды на полевых транзисторах (ion-selective field-effect transistor, ISFET), являются надежными и экономичными решениями, но требуют регулярного обслуживания и калибровки. Волоконно-оптические и флуоресцентные и датчики, напротив, обеспечивают более высокую точность и долгосрочную стабильность, однако их использование сопряжено с более высокими начальными и эксплуатационными затратами.

Исследованиям в области создания волоконно-оптических измерительных систем рН-контроля посвящены труды таких ученых как O.S. Wolfbeis, S.M. Borisov, I. Klimant, C. McDonagh, K.T.V. Grattan, T. Sun, G. Rao, J. Qian и др., ведутся исследования в ведущих университетах Германия, Австрия, Великобритания, Ирландия, США, Китай, Саудовская Аравия, ОАЭ, Япония, Южная Корея и др. Практически все ведущие фирмы мира, например, PreSens Precision Sensing GmbH, PyroScience GmbH, Ocean Insight, Hach Company, World Precision Instruments, Hamilton, Metrohm и др. занимаются разработкой систем волоконных сенсорных систем рН-контроля различного назначения.

Общий недостаток предлагаемых на рынке волоконно-оптических измерительных систем рН-контроля заключается в том, что они требуют дорогостоящую систему опроса, заключающуюся в необходимости использования анализаторов спектра. Причем, требования к повышению точности измерений, как правило, напрямую связано с требованиями к повышению разрешающей способности анализатора спектра, что ведет к значительному удорожанию системы в целом [9-14].

Развитие волоконно-оптических методов и средств измерений дает возможность создания адресных сенсорных систем [15-19] на базе комбинированных [2024] датчиков, обеспечивающих одновременный многосенсорный контроль сразу нескольких физических величин, включая водородный показатель и температуру.

Радиофотонный, адресный и многоадресные подходы, предложенные в работах ученых казанской научной школы в КНИТУ-КАИ (О.Г. Морозов, И.И. Нуреев, А.Ж. Сахабутдинов, А.А. Кузнецов, Т.А. Аглиуллин, Р.Ш. Мисбахов и др.), позволяют изменить принцип опроса сенсорных систем и предложить волоконно-оптические измерительные системы, отличающихся высокой чувствительностью, скоростью и точностью измерений. В отличие от радиофотонных систем зарубежных школ (T. Weaver, G. Gagliardi, I. Bennion, J. Yao и др.), идея заключается в том, чтобы вести обработку оптического отклика в радиочастотном диапазоне по огибающей биений на адресных частотах в области минимальных шумов фотоприемника, причем, адресная частота является неотъемлемой частью конструкции самого чувствительного элемента.

Всесторонний анализ технологий измерения pH-показателя на основе оптического волокна и волоконно-оптических датчиков, а также фундаментальных принципов, конструктивных характеристик и аспектов реального применения, позволил выявить существующие проблемы и показал возможные перспективы построения сенсорных систем измерения водородного показателя жидких и газообразных сред, использующих в качестве чувствительного элемента модифицированные адресные волоконные брэгговские решетки, создаваемые на базе классических адресных волоконных брэгговских структур с двумя дискретными симметричными фазовыми сдвигами, и образованные путем частичного или полного вытравливания участка оболочки оптического волокна одного из однородных сегментов.

Научная идея диссертационной работы заключается в том, что за счет частичного или полного вытравливания участка оболочки повышается интенсивность взаимодействия эванесцентного поля с внешней средой, что сказывается на повышении чувствительности спектра отражения предложенного чувствительного элемента от показателя преломления внешней среды, который находится в однозначной зависимости от водородного показателя. Наличие в спектре модифицированных адресных волоконных брэгговских решеток адресной частоты, должно позволить использовать радиофотонные методы опроса, обеспечивающие однозначную связь между изменением спектра и изменением рН-показателя внешней среды.

Отмеченные обстоятельства определяют актуальность постановки научно-технической задачи по проектированию и разработке волоконно-оптических систем рН-контроля, использующих с целью повышения их технико-экономических характеристик модифицированные адресные волоконные брэгговские решетки.

Целью исследования является улучшение технико-экономических характеристик волоконно-оптических сенсорных систем контроля водородного фИ) показателя за счет формирования научно обоснованных принципов разработки и границ применимости модифицированных адресных волоконных брэгговских решеток указанного класса, имеющих высокодобротные спектральные включения в оптической части спектра, разностная частота которых попадает в радиочастотный диапазон, что позволяет сопоставить изменение водородного показателя внешней среды

в соответствие с изменением параметров огибающей колебаний, полученной путем фильтрации результирующего сигнала на адресной частоте сенсора после его регистрации на фотоприемнике.

Исследование включает в себя решение следующих задач:

1. Анализ существующих и перспективных волоконно-оптических методов контроля водородного показателя, включая анализ предпосылок и необходимости разработки новых типов сенсорных систем, базирующихся на адресных волоконных брэгговских решетках, в том числе модифицированных, которые позволяют повысить метрологические и технико-экономические характеристики систем рН-контроля за счет использования радиофотонных методов опроса и повышения степени взаимодействия распространяемого излучения с внешней средой.

2. Разработку математической модели прохождения монохроматического лазерного излучения через слоистые среды и решения дисперсионного уравнения для ИВтп и LP 1т мод оптического излучения, распространяемых в оптическом волокне с частично или полностью вытравленной оболочкой. Верификация предложенной модели и обоснование возможности ее применимости для проектирования спектра отражения модифицированных адресных волоконно-оптических решеток.

3. Исследование закономерностей проявления линейных и нелинейных эффектов при прохождении плоской монохроматической волны через модифицированные адресные волоконные брэгговские решетки. Исследование величины эффективного показателя преломления вытравленного участка от показателя преломления внешней среды. Исследование перекрестной чувствительности сенсоров указанного класса к температуре. Оценка возможности и границ применимости их применения сенсоров указанного класса для контроля водородного показателя растворов и смесей жидких сред.

4. Разработка практических рекомендаций по проектированию и изготовлению модифицированных адресных волоконных брэгговских решеток, обеспечивающих особенности спектрального отклика в диапазоне длин волн 1510-1590 нм, позволяющих использовать такие структуры в качестве чувствительных элементов волоконно-оптических сенсорных систем для локального рН контроля. Разработка

методов и средств калибровки сенсорных систем указанного класса, многосенсорной компоновки и формирование рекомендаций по выбору элементной базы.

Методы исследования, достоверность и обоснованность результатов обусловлена использованием методов математической физики, оптической механики адресных волоконных брэгговских структур, математических методов моделирования, и апробированных методов обработки данных. Достоверность и обоснованность результатов определяются использованием известных положений фундаментальных наук, корректностью используемых математических моделей, их адекватностью реальным физическим процессам, совпадением теоретических результатов с экспериментальными данными и результатами исследований других авторов.

Научная новизна полученных результатов состоит в следующем:

- выявлены пути и сформулированы принципы улучшения метрологических и технико-экономических характеристик волоконно-оптических сенсорных систем контроля водородного показателя путем применения в них модифицированных адресных волоконных брэгговских решеток, используемых в качестве чувствительных элементов, предназначенных для контактного измерения как водородного показателя, так и температуры в растворах и смесях;

- построена и верифицирована математическая модель прохождения монохроматического лазерного излучения через слоистые среды, использующая математический аппарат матриц передачи и решения дисперсионного уравнения для мод оптического излучения НЕтп и LP^m, распространяющихся в волокне с модифицированной оболочкой; показано, что предложенная модель адекватна и может быть использована для проектирования спектра отражения модифицированных адресных волоконных брэгговских решеток, используемых в качестве чувствительных элементов волоконно-оптических систем контроля водородного показателя;

- предложена оригинальная конфигурация сенсора, отличающегося от традиционно используемых тем, что она базируется на адресной волоконной брэггов-ской решетке, модифицированной путем полного или частичного травления оболочки одного из однородных сегментов; выявлена закономерность появления в спектральном отклике такого сенсора высокодобротных включений, позволяющих

осуществлять контроль водородного показателя за счет его однозначной связи с показателем преломления внешней среды, путем определения положения и формы его спектрального отклика сенсора радиофотонными методами.

Практическая значимость работы заключается в: разработке рекомендаций по проектированию, технических решений, схемы, математической модели и экспериментального стенда, реализующих систему радиофотонного опроса сенсоров предложенного класса; разработке принципов калибровки; практических рекомендациях по формированию предложенных структур в оптическом волокне; экспериментально показанной возможности осуществления опроса спектрального положения и формы такой структуры радиофотонными методами, позволяющей упростить оптико-электронную схему и осуществлять контроль с большей частотой съема информации.

Основные положения, выносимые на защиту:

— улучшение метрологических и технико-экономических характеристик волоконно-оптических систем контроля водородного показателя, может быть достигнуто путем замены их чувствительных элементов на модифицированные адресные волоконные брэгговские решетки, что позволяет, при сохранении точности измерений повысить частоту опроса с нескольких десятков килогерц до сотен мегагерц за счет переходу к радиофотонным методам измерений;

— адресная частота модифицированной адресной волоконной брэгговской решетки находится в однозначной монотонной корреляции с величиной показателя преломления внешней среды, которая в свою очередь монотонно зависит от водородного показателя;

— повышение температуры в диапазоне 35-45 °С влечет за собой плоскопараллельно сдвиг спектра прохождения модифицированной адресной волоконной брэгговской решетки в длинноволновую область ~13,8 пм/°С и меняет адресную частоту ~0,115 МГц/°С (0,1 %/°С), что позволяет обоснованно пренебречь температурой в практических приложениях;

— изменение водородного показателя в диапазоне от 11 до 14 уменьшает показатель преломления вытравленного участка, вызывая смещение левого окна

прозрачности в спектре прохождения модифицированной адресной волоконной брэгговской решетки в коротковолновую область и обеспечивает почти линейный прирост адресной частоты ~22 МГц/рН;

— изменение водородного показателя внешней среды демонстрирует примерно в 200 раз большую чувствительность на изменение адресной частоты модифицированной адресной волоконной брэгговской решетки, чем температурная зависимость, что позволяет проводить измерения при почти постоянной, — при дрейфе не более 1-2°С, — температуре;

— высокая чувствительность адресной частоты модифицированной адресной волоконной брэгговской решетки к изменению водородного показателя внешней среды при низкой величине температурного дрейфа позволяет при радиофотонном опросе достичь чувствительности порядка ±0,01 рН в диапазоне 11-14 pH, при частотном разрешении анализатора 100 кГц, без необходимости сложных механизмов температурной компенсации.

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ И ПЕРСПЕКТИВНЫХ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ ВОДОРОДНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ

В первой главе сделан аналитический обзор существующих и перспективных методов и средств контроля величины водородного показателя жидкостей и суспензий, в том числе основанных на применении волоконно-оптических датчиков, с целью выявления путей улучшения их метрологических и технико-экономических характеристик.

В первом разделе главы описаны методы и средства измерения водородного показателя, дан сравнительный анализ методов, в котором выделены их преимущества, ограничения и факторы стоимости. Получено понимание, что перспективными элементами для разработки измерительных систем рН-контроля являются волоконно-оптические датчики.

В разделах со второго по восьмой проведен анализ методов и средств измерения водородного показателя, основанных на различных волоконно-оптических принципах, а именно: на основе флуоресценции, поглощения, поверхностного плазмонного резонанса, интерференции, волоконных брэгговских решеток, люминесценции и затухающих волн. Анализ выполнен по единой структуре, в которой оцениваются материалы и особенности конструкции, диапазон измерений, чувствительность, последние достижения, преимущества и недостатки.

В пятом разделе сделаны выводы по главе, определены объект, предмет и цель исследования, сформулированы задачи, выполнение которых необходимо для достижения поставленных целей и научных задач.

1.1 Методы и средства измерения водородного показателя

Точное измерение водородного показателя имеет важное значение во многих биологических, химических и промышленных процессах, при управлении химическими реакциями и процессами, мониторинге окружающей среды [25]. Подходы к измерению водородного показателя жидкостей разнятся между собой как по методу, так и по измерительному принципу. Измерительное преобразование может строится на флуоресцентных методах [26-28], на основе поглощения света [29-31], на методах поверхностного плазмонного резонанса [32-34], интерферометрических методах [3537], использовании волоконных брэгговских решеток [38,39], люминесцентных методах [40,41], и на основе затухающих волн [42].

Стеклянные электроды и ионселективные электроды на полевых транзисторах (ion-selective field-effect transistor, ISFET) для измерения водородного показателя экономичны, но требуют частого обслуживания, что увеличивает эксплуатационные расходы. Напротив, оптоволоконные, флуоресцентные и наносенсоры имеют более высокую первоначальную стоимость, но обеспечивают лучшую точность и долговечность, кроме того, они подходящи для промышленного и медицинского применения. Колориметрические индикаторы являются более доступными, но наименее точными, в то время как стеклянные электроды и датчики и ионселективные электроды на полевых транзисторах обеспечивают баланс между стоимостью и производительностью. Для высокоточных измерений наиболее подходящими являются волоконно-оптические и флуоресцентные датчики, хотя они обладают более высокой стоимостью. Вместе с тем, точное определение pH-показателя имеет решающее значение для целостности и производительности системы, например, в таких критически важных областях, как наука об окружающей среде, фармацевтика и медицинская диагностика [43].

Повышение требований ведет к постоянному совершенствованию технологий измерения, переходу от традиционных инвазивных методов к современным неинвазив-ным подходам, особенно в биомедицинских и промышленных приложениях. Среди последних достижений известность получили волоконно-оптические pH-датчики благодаря своей высокой чувствительности, быстрому отклику и устойчивости к электро-

магнитным помехам. В них используются, например, принципы флуоресценции и поглощения, что обеспечивает достаточно точное определение pH-показателя в режиме реального времени и делает их особенно подходящими для биомедицинского мониторинга и мониторинга окружающей среды [44]. Последние достижения, в том числе интеграция волоконных брэгговских решеток (ВБР) с поверхностным плазмонным резонансом (ППР), позволили повысить точность и функциональность этих систем.

Сравнительный анализ методов измерения водородного показателя, в котором выделены их преимущества, ограничения и факторы стоимости (Таблица 1) показал, что методы, основанные на волоконно-оптических технологиях, стали очень универсальными, неинвазивными и чувствительными решениями для рН-измерений, что делает их особенно перспективными для различных применений. Волоконно-оптические датчики, в свою очередь, используют такие передовые методы как интерферометрия, дифференциальный флуоресцентный анализ (радиометрия, радиометрические методы, от англ. ratiometry, используют анализ отношения двух сигналов) [26], поглощение затухающих волн [29] и интеграция с мобильными устройствами [27].

Описанные подходы имеют ряд преимуществ, включая биологическую совместимость, относительно быстрое время отклика и возможность измерений в широком диапазоне значений. В некоторых случаях точность волоконно-оптических датчиков соответствует точности традиционных рН-электродов, в то время как специализированные решения, например, такие как для морских микросред [29], демонстрируют исключительную производительность. В некоторых случаях точность волоконно-оптических датчиков достигает 0.02 рН, что соответствует требованиям Global Ocean Acidification Observing Network (GOA-ON) для измерений в морских средах. Это подтверждает их пригодность для мониторинга рН в морских микроэкосистемах [29]. Ключевым преимуществом волоконно-оптических рН-датчиков является возможность обеспечения непрерывного мониторинга практически в режиме реального времени. А их адаптивность позволяет создавать миниатюрные и портативные измерительные системы, включая бесшовную интеграцию с современными электронными устройствами, например, такими как платформы на базе смартфонов [27]. Такая гибкость повышает возможность их применения в различных областях, обеспечивая надежное и эффективное измерение.

Таблица 1. Сравнение методов измерения рН-показателя

Метод Преимущества Ограничения Цена Ист.

Стеклянные электроды Высокая точность и надежность. Высокая чувствительность к ионам водорода. Широкий диапазон измерений (0-14). Прост в эксплуатации и широко доступен. Нежный и восприимчивый к повреждениям. Требует регулярной калибровки и технического обслуживания. Не подходит для суровых или сухих условий. Дешёвый [8,45-47]

Твердотельные электроды Прочный и устойчивый к суровым условиям. Низкие требования к техническому обслуживанию. Идеально подходит для сухих или экстремальных условий. Более низкая чувствительность по сравнению со стеклянными электродами. Может обеспечить снижение точности в некоторых областях применения. Дешёвый [48-50]

ISFET электроды Прочный и устойчивый к поломке. Идеально подходит для портативных и компактных устройств. Эффективная работа в различных средах. Более высокая стоимость по сравнению с традиционными электродами. Требуются более совершенные электронные системы. Высокая стоимость [51-53]

Колориметрические индикаторы Прост в использовании и недорог. Не требуют сложного оборудования. Подходит для быстрых, неточных измерений. Низкая точность. Зависимость от визуальной оценки или дополнительных аналитических устройств. Не подходит для использования в непрозрачных решениях. Очень низкий [54-56]

Волоконно-оптические датчики Чрезвычайно точный и отзывчивый на незначительные колебания рН. Подходит для суровых и опасных условий. Идеально подходит для непрерывного мониторинга. Относительно высокая стоимость. Требуют сложной настройки и регулярного обслуживания. Высокая стоимость [26,29,57, 58]

Флуоресцентные методы Превосходная точность и высокая чувствительность. Идеально подходит для биологических и медицинских применений. Обеспечение быстрых и непрерывных измерений. Требуются специальные реагенты или чувствительные материалы. Дорогой. Чувствительность к внешнему свету или помехам. Очень дорогой [59-62]

Нанодатчики Очень высокая точность и небольшие размеры. Легко интегрируется в современные устройства. Подходит для медицинского и портативного применения. Относительно новая технология, требующая дальнейшего развития. Дорогой. Чувствительность к внешним условиям окружающей среды. Дорогой [63-65]

Взаимодействие между светом и структурой рН-чувствительных материалов вызывает изменение диэлектрической проницаемости (показателя преломления), что влечет за собой изменение скорости света в среде, и в свою очередь вызывает сдвиги длины волны или изменения интенсивности света в резонансных структурах, что позволяет проводить измерения даже в сложных условиях [66,67].

Сравнивая технологии волоконно-оптических измерений водородного показателя (Таблица 2), можно сделать ввод, что волоконно-оптические датчики особенно подходят для измерений в отраслях, требующих высокой точности измерений, например, таких как промышленные процессы и биомедицина [68]. Корреляция между свойствами света, такими как затухание или рассеяние, и уровнями pH-показателя позволяют достигать высокой точности [69]. Например, датчики этого класса могут быть интегрированы в планетарные исследовательские миссии для анализа почв или химических растворов на внеземных поверхностях [70,71], а разработка имплантируемых устройств для pH-мониторинга открывает новые возможности для биологической диагностики и ухода за пациентами. Внедрение датчиков, основанных на технологиях волоконных брэгговских решеток и поверхностного плазмонного резонанса, позволяют повысить точность измерений путем минимизации внешних помех, включая колебания температуры и влажности.

Несмотря на множество преимуществ, применение оптоволоконных датчиков pH-мониторинга сталкивается с такими проблемами, как недолговечность материала, большие производственные и операционные затраты. Решение этих проблем за счет крупномасштабного производства и разработки новых материалов может сделать эти датчики более доступными, вместе с тем, следует заняться и разработкой технологий, удешевляющих их применение.

Таблица 2. Сравнение волоконно-оптических технологий с описанием принципов работы, роли волокна, используемых материалов, источников излучения, механизмов обнаружения, детекторов, методов обработки сигналов, приложений, преимуществ и проблем для каждого типа.

Датчики на основе флуоресценции Датчики на основе поглощения Датчики на основе ППР Интерферомет-рические датчики Датчики ВБР Датчики на основе люминесценции Датчики затухающих волн

Принцип Флуоресцентное излучение [72]. Поглощение света [73,74]. Изменение показателя преломления [75,76]. Интерференция света [77]. Сдвиг длины волны [78]. Измерение времени затухания [79]. Мимолетные волны [80,81].

Роль волокна Направляющие возбуждения/собирания [82]. Пропускание света [83]. Направляет и собирает свет [84]. Интерференционная среда [85]. Датчик/световод [86]. Направляет и собирает свет [87]. Взаимодействие с аналитом [88].

Материал Флуорофоры/краси-тели [89]. Волокна с покрытием/без покрытия [90]. Золото/серебро [91]. Диоксид кремния/полимеры [92]. Кварц с модуляцией показателя преломления [93]. Люминесцентные красители [94]. Диоксид кремния/полимеры [95].

Источник света Лазеры/светодиоды [96]. Светодиоды/лазеры [97]. Поляризационные лазеры [98]. Лазерный диод/светодиод [99]. Узкополосные лазеры [100]. Импульсные лазеры/светодиоды [101]. Лазеры/светодиоды [102].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Альхуссейн Алаа Наджи Дахал, 2026 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Becskereki G., Horvai G., Toth B. Adsorption of Hydrophobic Ions on Environmentally Relevant Sorbents // Polymers. 2022. T. 14, №2 15. C. 3167.

2. Gibson M., Newsham P. Acids and Bases // Food Science and the Culinary Arts. Elsevier, 2018. C. 105-109.

3. Swindlehurst B. R., Narayanaswamy R. Optical Sensing of pH in Low Ionic Strength Waters // Optical Sensors. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2004. T. 1. C. 281-308.

4. Nazaroff W. W., Weschler C. J. Indoor acids and bases // Indoor Air. 2020. T. 30, № 4. C. 559-644.

5. Agmon N. h gp. Protons and Hydroxide Ions in Aqueous Systems // C hem. Rev. 2016. T. 116, № 13. C. 7642-7672.

6. Morozov, O., Tunakova, Y., Hussein, S. M. R. H., Shagidullin, A., Agliullin, T., Kuznetsov, A., Valeev, B., Lipatnikov, K., Anfinogentov, V., & Sakhabutdinov, A. (2022). Addressed Combined Fiber-Optic Sensors as Key Element of Multisensor Greenhouse Gas Monitoring Systems. Sensors (Basel, Switzerland), 22(13), 4827. https://doi.org/10.3390/s22134827.

7. Villasana Y. h gp. Experimental methods in chemical engineering: pH // Can J Chem Eng. 2022. T. 100, № 8. C. 1703-1717.

8. M. H. Akhtar M. hmood h gp. Advances in pH Sensing: From Traditional Approaches to Next-Generation Sensors in Biological Contexts: 7 // The Chemical Record. 2024. T. 24, № 7. C. e202300369.

9. Huang J. h gp. Smartphone-Based Optical Fiber Fluorescence Temperature Sensor // Sensors. 2022. T. 22, № 24. C. 9605.

10. Yang H. h gp. A CMOS Image Sensor Based Refractometer without Spectrometry // Sensors. 2022. T. 22, № 3. C. 1209.

11. Gambino F. h gp. Cavity enhanced lab-on-fiber optrode for ultra-sensitive pH monitoring // Sens. Diagn. 2022. T. 1, № 3. C. 534-540.

12. Lopes G. h gp. Innovative optical pH sensors for the aquaculture sector: Comprehensive characterization of a cost-effective solution // Optics & Laser Technology. 2024. T. 171. C. 110355.

13. Raoufi N. h gp. Fiber Optic pH Sensor Using Optimized Layer-by-Layer Coating Approach // IEEE Sensors J. 2014. T. 14, № 1. C. 47-54.

14. Liu T. h gp. Simultaneous Detection of Temperature, Strain, Refractive Index, and pH Based on a Phase-Shifted Long-Period Fiber Grating // J. Lightwave Technol. 2023. T. 41, № 15. C. 5169-5180.

15. Morozov O. G., Sakhabutdinov A. J. Addressed fiber bragg structures in quasi-distributed microwave-photonic sensor systems: 4 // Comput. Opt. Institution of Russian Academy of Sciences, 2019. T. 43, № 4. C. 535-543.

16. Misbakhov R. S. и др. Address fiber optical sensor for relative humidity measuring in a switchgear // Proc SPIE Int Soc Opt Eng / под ред. Andreev V.A. и др. SPIE, 2020. Т. 11516.

17. Agliullin T. A. и др. Addressed FBG-structures for tire strain measurement // Optical Technologies for Telecommunications 2018 / под ред. Andreev V.A. и др. Ufa, Russian Federation: SPIE, 2019. Т. 11146. С. 6.

18. Agliullin T. и др. Addressed Fiber Bragg Structures in Load-Sensing Wheel Hub Bearings: 21 // Sensors. Multidisciplinary Digital Publishing Institute, 2020. Т. 20, № 21. С. 6191.

19. Kuznetsov A. A., Nureev I. I., Lipatnikov K. A. Fiber Optic Sensors with Polarization Multiplexing Based on Addressed Fiber Bragg Gratings // 2020 Systems of Signals Generating and Processing in the Field of on Board Communications. 2020. С. 1-5.

20. Шагидуллин А. Р. и др. Постановка задач проектирования волоконно-оптических комбинированных датчиков и многосенсорных системдля регионального мониторинга концентрации парниковых газов // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ, 2022. Т. Выпуск 4. С. Pages 5267.

21. Koo K. P. и др. Fiber-chirped grating Fabry-Perot sensor with multiple-wavelength-addressable free-spectral ranges: 7 // IEEE photonics technology letters. IEEE, 1998. Т. 10, № 7. С. 1006-1008.

22. Sun Q. и др. High capacity fiber optic sensor networks using hybrid multiplexing techniques and their applications // 2013 International Conference on Optical Instruments and Technology: Optical Sensors and Applications. SPIE, 2013. Т. 9044. С. 142-151.

23. A.R. Nasybullin и др. Multi-sensor temperature and humidity measuring system for technological process of organic livestock waste microwave treatment monitoring. 2021.

24. Miao Y. и др. Relative Humidity Sensor Based on Tilted Fiber Bragg Grating With Polyvinyl Alcohol Coating // IEEE Photonics Technology Letters. 2009. Т. 21, № 7. С. 441-443.

25. Xiao W., Dong Q. The Recent Advances in Bulk and Microfluidic-Based pH Sensing and Its Applications // Catalysts. 2022. Т. 12, № 10. С. 1124.

26. Franker C. G. и др. Optical Chemical Sensor Using Intensity Ratiometric Fluorescence Signals for Fast and Reliable pH Determination // ACS Sens. 2019. Т. 4, № 1. С. 26-31.

27. Liu T. и др. Smartphone-Based Hand-Held Optical Fiber Fluorescence Sensor for On-Site pH Detection // IEEE Sensors J. 2019. Т. 19, № 20. С. 9441-9446.

28. Rosenberg M. h gp. A Fluorescence Intensity Ratiometric Fiber Optics-Based Chemical Sensor for Monitoring pH // Adv Materials Technologies. 2018. T. 3, № 12. C. 1800205.

29. Chen W.-H. h gp. Self-referencing optical fiber pH sensor for marine microenvironments // Talanta. 2021. T. 225. C. 121969.

30. Chauhan M., Singh V. K. Fiber optic pH sensor using TiO2-SiO2 composite layer with a temperature cross-sensitivity feature // Optik. 2020. T. 212. C. 164709.

31. Bhardwaj V., Pathak A. K., Singh V. K. No-core fiber-based highly sensitive optical fiber pH sensor // J. Biomed. Opt. 2017. T. 22, № 5. C. 057001.

32. Huang Y. h gp. pH sensor based on tilted fiber Bragg grating surface plasmon resonance with a polyaniline reaction deposition film layer // Opt. Express. 2024. T. 32, № 7. C. 10887.

33. Li L., Zhang Y.-N. Fiber-Optic SPR pH Sensor Based on MMF-NCF-MMF Structure and Self-Assembled Nanofilm // IEEE Trans. Instrum. Meas. 2021. T. 70. C. 1-9.

34. Puppulin L. h gp. Bioconjugation strategy for cell surface labelling with gold nanostructures designed for highly localized pH measurement // Nat Commun. 2018. T. 9, № 1. C. 5278.

35. Engholm M. h gp. A Bio-Compatible Fiber Optic pH Sensor Based on a Thin Core Interferometric Technique // Photonics. 2019. T. 6, № 1. C. 11.

36. Yi X., Zhao K., Chen K. P. Multiplexable Fiber pH Sensors Enabled by Intrinsic Fabry-Peirot Interferometer Array // IEEE Sensors J. 2022. T. 22, № 3. C. 2167-2171.

37. Wang Y. R. h gp. Reflection-Based Thin-Core Modal Interferometry Optical Fiber Functionalized With PAA-PBA/PVA for Glucose Detection Under Physiological pH // J. Lightwave Technol. 2019. T. 37, №№ 11. C. 2773-2777.

38. Ran Y. h gp. A Miniature pH Probe Using Functional Microfiber Bragg Grating // Optics. 2020. T. 1, № 2. C. 202-212.

39. Saha N. h gp. A Compact, Highly Sensitive pH Sensor Based on Polymer Waveguide Bragg Grating // IEEE Photonics J. 2023. T. 15, № 2. C. 1-7.

40. Urriza-Arsuaga I. h gp. Luminescence-Based Sensors for Bioprocess Applications // Fluorescence in Industry / nog peg. Pedras B. Cham: Springer International Publishing, 2019. T. 18. C. 1-38.

41. Chen Z. h gp. A self-calibrating phosphorescent polymeric probe for measuring pH fluctuations in subcellular organelles and the zebrafish digestive tract // J. Mater. Chem. C. 2020. T. 8, № 7. C. 2265-2271.

42. Yang Y., Liu J., Zhou X. A CRISPR-based and post-amplification coupled SARS-CoV-2 detection with a portable evanescent wave biosensor // Biosensors and Bioelectronics. 2021. T. 190. C. 113418.

43. Li H. h gp. Quantitative pH Determination Based on the Dominant Wavelength Analysis of Commercial Test Strips // Anal. Chem. 2021. T. 93, № 46. C. 15452-15458.

44. Mahdi K. A. S. h gp. Realization of the importance of using fiber optic sensor technology in engineering and medical applications: A review. Baghdad, Iraq, 2024. C. 040034.

45. Graham D. J., Jaselskis B., Moore C. E. Development of the Glass Electrode and the pH Response // J. Chem. Educ. 2013. T. 90, № 3. C. 345-351.

46. Yong F. h gp. Simple and Economical Procedure To Assemble pH Glass Membrane Electrodes Used in Chemical Education // J. Chem. Educ. 2019. T. 96, № 8. C. 1773-1777.

47. Hershey D. R. Measuring Growing Media pH with Metal-probe and Glass Electrode pH Meters // horts. 1988. T. 23, № 3. C. 625.

48. Vonau W. h gp. Is there still a need for the antimony electrode 100 years after its introduction as a pH sensor? // J Solid State Electrochem. 2020. T. 24, № 11-12. C. 3269-3277.

49. Okubo S. h gp. Facile Fabrication of All-solid-state Ion-selective Electrodes by Laminating and Drop-casting for Multi-sensing // Electrochemistry. 2022. T. 90, № 7. C. 077001-077001.

50. Mamilla S. h gp. A Low-Cost, Reusable All-Solid-State TiN-Based EGFET Soil pH Sensor // IEEE Sensors J. 2025. T. 25, № 3. C. 4184-4191.

51. Bagshaw E. A. h gp. Measuring pH in low ionic strength glacial meltwaters using ion selective field effect transistor (ISFET) technology // Limnology & Ocean Methods. 2021. T. 19, № 3. C. 222-233.

52. Takeshita Y. h gp. Characterization of an Ion Sensitive Field Effect Transistor and Chloride Ion Selective Electrodes for pH Measurements in Seawater // Anal. Chem. 2014. T. 86, № 22. C. 11189-11195.

53. Wang Y., Yang M., Wu C. Design and Implementation of a pH Sensor for Micro Solution Based on Nanostructured Ion-Sensitive Field-Effect Transistor // Sensors. 2020. T. 20, № 23. C. 6921.

54. Alberti G. h gp. Disposable and Low-Cost Colorimetric Sensors for Environmental Analysis // IJERPH. 2020. T. 17, № 22. C. 8331.

55. Luka G. S. h gp. Portable device for the detection of colorimetric assays // R. Soc. open sci. 2017. T. 4, № 11. C. 171025.

56. Li G. h gp. Multifactor colorimetric analysis on pH-indicator papers: an optimized approach for direct determination of ambient aerosol pH // Atmos. Meas. Tech. 2020. T. 13, № 11. C. 6053-6065.

57. Nguyen T. H. h gp. Intrinsic Fiber Optic pH Sensor for Measurement of pH Values in the Range of 0.5-6 // IEEE Sensors J. 2016. T. 16, № 4. C. 881887.

58. Leitao C. h gp. Cost-Effective Fiber Optic Solutions for Biosensing // Biosensors. 2022. T. 12, № 8. C. 575.

59. Runcie J. W. h gp. Technical note: Continuous fluorescence-based monitoring of seawater pH in situ // Biogeosciences. 2018. T. 15, № 13. C. 4291-4299.

60. Qi J. h gp. Fluorescent pH Sensors for Broad-Range pH Measurement Based on a Single Fluorophore // Anal. Chem. 2015. T. 87, № 12. C. 5897-5904.

61. Takahashi S. h gp. Development of a Series of Practical Fluorescent Chemical Tools To Measure pH Values in Living Samples // J. Am. Chem. Soc. 2018. T. 140, № 18. C. 5925-5933.

62. Ferrari L. h gp. Disposable Fluorescence Optical pH Sensor for Near Neutral Solutions // Sensors. 2012. T. 13, № 1. C. 484-499.

63. Accastelli E. h gp. Multi-Wire Tri-Gate Silicon Nanowires Reaching Milli-pH Unit Resolution in One Micron Square Footprint // Biosensors. 2016. T. 6, № 1. C. 9.

64. Jeon J.-Y., Kang B.-C., Ha T.-J. Flexible pH sensors based on printed nanocomposites of single-wall carbon nanotubes and Nafion // Applied Surface Science. 2020. T. 514. C. 145956.

65. Laffitte Y., Gray B. L. Potentiometric pH Sensor Based on Flexible Screen-Printable Polyaniline Composite for Textile-Based Microfluidic Applications // Micromachines. 2022. T. 13, № 9. C. 1376.

66. Jiang X. h gp. Whispering-Gallery Sensors // Matter. 2020. T. 3, № 2. C. 371-392.

67. Verma S., Pathak A. K., Rahman B. M. A. Review of Biosensors Based on Plasmonic-Enhanced Processes in the Metallic and Meta-Material-Supported Nanostructures // Micromachines. 2024. T. 15, № 4. C. 502.

68. Roriz P. h gp. Optical Fiber Temperature Sensors and Their Biomedical Applications // Sensors. 2020. T. 20, № 7. C. 2113.

69. Wang C. h gp. Novel sensing materials for harsh environment subsurface pH sensing applications / nog peg. Pickrell G., Udd E., Du H. H. Baltimore, Maryland, United States, 2015. C. 94800C.

70. Kereszturi A. h gp. Optical borehole-wall analysis - Useful method for planetary environment reconstruction // Acta Astronautica. 2022. T. 196. C. 57-72.

71. Nunez J. I. h gp. Science Applications of a Multispectral Microscopic Imager for the Astrobiological Exploration of Mars // Astrobiology. 2014. T. 14, № 2. C. 132-169.

72. Principles of Fluorescence Spectroscopy / nog peg. Lakowicz J. R. Boston, MA: Springer US, 2006.

73. Husain I., Choudhury A., Nath P. Fiber-Optic Volumetric Sensor Based on Beer-Lambert Principle // IEEE Sensors J. 2013. T. 13, № 9. C. 3345-3346.

74. Olorounto O. G. h gp. Development of Optical Sensors Based on Neutral Red Absorbance for Real-Time pH Measurements // Sensors. 2024. T. 24, № 17. C. 5610.

75. Wijaya E. h gp. Surface plasmon resonance-based biosensors: From the development of different SPR structures to novel surface functionalization strategies // Current Opinion in Solid State and Materials Science. 2011. T. 15, № 5. C. 208-224.

76. Yanase Y. h gp. Surface Plasmon Resonance for Cell-Based Clinical Diagnosis // Sensors. MDPI AG, 2014. T. 14, № 3. C. 4948-4959.

77. Lee B. H. h gp. Interferometric Fiber Optic Sensors: 3 // Sensors. Molecular Diversity Preservation International, 2012. T. 12, № 3. C. 2467-2486.

78. Majewska K. h gp. Novel FBG rosette for determining impact location in thin plate-like structure // J. Phys.: Conf. Ser. 2015. T. 628. C. 012118.

79. Yan T. h gp. Luminescence Probes in Bio-Applications: From Principle to Practice // Biosensors. 2024. T. 14, № 7. C. 333.

80. Messica A., Greenstein A., Katzir A. Theory of fiber-optic, evanescent-wave spectroscopy and sensors // Appl. Opt. 1996. T. 35, № 13. C. 2274.

81. Marzuki A., Pratiwi A. C., Suryanti V. Evanescent Wave Absorption Based Fiber Sensor for Measuring Glucose Solution Concentration // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2018. T. 333. C. 012016.

82. Flusberg B. A. h gp. Fiber-optic fluorescence imaging // Nat Methods. 2005. T. 2, № 12. C. 941-950.

83. Absorbance-Based Integrated Optical Sensors // Springer Series on Chemical Sensors and Biosensors. Berlin/Heidelberg: Springer-Verlag. C. 1-44.

84. Liu Y., Peng W. Fiber-Optic Surface Plasmon Resonance Sensors and Biochemical Applications: A Review // J. Lightwave Technol. Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), 2021. T. 39, № 12. C. 37813791.

85. Meggitt B. T. Fiber optic white-light interferometric sensors // Optical Fiber Sensor Technology / nog peg. Grattan K. T. V., Meggitt B. T. Dordrecht: Springer Netherlands, 1995. T. 1. C. 269-312.

86. Kok S. P. h gp. Advances in Fiber Bragg Grating (FBG) Sensing: A Review of Conventional and New Approaches and Novel Sensing Materials in Harsh and Emerging Industrial Sensing // IEEE Sensors J. 2024. T. 24, № 19. C. 29485-29505.

87. McSherry M., Fitzpatrick C., Lewis E. Review of luminescent based fibre optic temperature sensors // Sensor Review. 2005. T. 25, № 1. C. 56-62.

88. Lu J. h gp. Theoretical Analysis of Fiber-Optic Evanescent Wave Sensors // 2008 China-Japan Joint Microwave Conference. Shanghai, China: IEEE, 2008. C. 583-587.

89. Zacharioudaki D.-E., Fitilis I., Kotti M. Review of Fluorescence Spectroscopy in Environmental Quality Applications // Molecules. 2022. T. 27, № 15. C. 4801.

90. Kundu T. h gp. Development of evanescent wave absorbance-based fibre-optic biosensor // Pramana - J Phys. Springer Science and Business Media LLC, 2010. T. 75, № 6. C. 1099-1113.

91. Park J.-H., Cho Y.-W., Kim T.-H. Recent Advances in Surface Plasmon Resonance Sensors for Sensitive Optical Detection of Pathogens // Biosensors. MDPI AG, 2022. T. 12, № 3. C. 180.

92. Gallego D., Lamela H. High sensitivity interferometric polymer optical fiber ultrasound sensors for optoacoustic imaging and biomedical application. Ottawa, Canada, 2011. C. 775370.

93. Mishra V., Lohar M., Amphawan A. Improvement in temperature sensitivity of FBG by coating of different materials // Optik. 2016. T. 127, №№ 2. C. 825828.

94. Lippitsch M. E., Draxler S., Kieslinger D. Luminescence lifetime-based sensing: new materials, new devices // Sensors and Actuators B: Chemical. 1997. T. 38, № 1-3. C. 96-102.

95. Romanova E. h gp. All — Fiber Evanescent Wave Sensors for the Mid-Infrared Spectroscopy of Liquids // 2019 Conference on Lasers and Electro-Optics Europe & European Quantum Electronics Conference (CLEO/Europe-EQEC). Munich, Germany: IEEE, 2019. C. 1-1.

96. Mukunda D. C., Joshi V. K., Mahato K. K. Light emitting diodes (LEDs) in fluorescence-based analytical applications: a review // Applied Spectroscopy Reviews. 2022. T. 57, № 1. C. 1-38.

97. O'Toole M., Diamond D. Absorbance Based Light Emitting Diode Optical Sensors and Sensing Devices // Sensors. MDPI AG, 2008. T. 8, № 4. C. 2453-2479.

98. Prabowo B., Purwidyantri A., Liu K.-C. Surface Plasmon Resonance Optical Sensor: A Review on Light Source Technology // Biosensors. MDPI AG, 2018. T. 8, № 3. C. 80.

99. Libo Yuan h gp. Multiplexing of white light interferometric sensors using a fiber loop topology // 2002 15th Optical Fiber Sensors Conference Technical Digest. OFS 2002(Cat. No.02EX533). Portland, OR, USA: IEEE. T. 1. C. 467-470.

100. M. M. h gp. A Guide to Fiber Bragg Grating Sensors // Current Trends in Short- and Long-period Fiber Gratings / nog peg. Cuadrado-Laborde C. InTech, 2013.

101.Campo J. C. h gp. A comparison between different excitation/detection systems for luminescence lifetime based instrumentation // IMTC/2002. Proceedings of the 19th IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference (IEEE Cat. No.00CH37276). Anchorage, AK, USA: IEEE, 2002. T. 1. C. 459-462.

102. Willer U. h gp. Fiber-optic evanescent-field laser sensor for in-situ gas diagnostics // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 2002. T. 58, № 11. C. 2427-2432.

103. Matthews D. R. h gp. Technique for measurement of fluorescence lifetime by use of stroboscopic excitation and continuous-wave detection // Appl. Opt. 2006. T. 45, № 9. C. 2115.

104. Sharma A. K., Gupta J., Sharma I. Fiber optic evanescent wave absorption-based sensors: A detailed review of advancements in the last decade (200718) // Optik. Elsevier BV, 2019. T. 183. C. 1008-1025.

105. Nguyen H. h gp. Surface Plasmon Resonance: A Versatile Technique for Biosensor Applications // Sensors. MDPI AG, 2015. T. 15, № 5. C. 1048110510.

106. Spammer S. J., Swart P. L., Booysen A. Interferometric distributed optical-fiber sensor // Appl. Opt. Optica Publishing Group, 1996. T. 35, № 22. C. 4522.

107. Shivananju B. N. h gp. Detection Limit of Etched Fiber Bragg Grating Sensors // J. Lightwave Technol. 2013. T. 31, № 14. C. 2441-2447.

108. De Acha N. h gp. Luminescence-Based Optical Sensors Fabricated by Means of the Layer-by-Layer Nano-Assembly Technique // Sensors. 2017. T. 17, №2 12. C. 2826.

109.0kazaki T., Watanabe T., Kuramitz H. Evanescent-Wave Fiber Optic Sensing of the Anionic Dye Uranine Based on Ion Association Extraction // Sensors. 2020. T. 20, № 10. C. 2796.

110. Thompson R. B., Lakowicz J. R. Fiber optic pH sensor based on phase fluorescence lifetimes // Anal. Chem. 1993. T. 65, № 7. C. 853-856.

111. Kushwaha A. S. h gp. A study of surface plasmon resonance (SPR) based biosensor with improved sensitivity // Photonics and Nanostructures -Fundamentals and Applications. Elsevier BV, 2018. T. 31. C. 99-106.

112. Liu K., Ferguson S. M., Measures R. M. Fiber-optic interferometric sensor for the detection of acoustic emission within composite materials // Opt. Lett. Optica Publishing Group, 1990. T. 15, № 22. C. 1255.

113.Hisham H. K. Fiber Bragg Grating Sensors: Development and Applications. 1-e H3g. CRC Press, 2019.

114. Zhang K. h gp. Luminescence Lifetime-Based Sensing Platform Based on Cyclometalated Iridium(III) Complexes for the Detection of Perfluorooctanoic Acid in Aqueous Samples // Anal. Chem. 2024. T. 96, № 4. C. 1565-1575.

115.Jiao L. h gp. Recent advances in fiber-optic evanescent wave sensors for monitoring organic and inorganic pollutants in water // TrAC Trends in Analytical Chemistry. 2020. T. 127. C. 115892.

116.Hu C., Wang Y. Digital signal processing for fluorescence-based fiber optic temperature sensor / nog peg. Rao Y.-J. h gp. Shanghai, China, 2002. C. 98.

117. Silveira J. P., Grasdepot F. New signal processing for absorption-based gas sensing // Sensors and Actuators B: Chemical. Elsevier BV, 1995. T. 29, № 1-3. C. 363-367.

118. Rodríguez-Schwendtner E. h gp. Signal processing in SPR fiber sensors: Some remarks and a new method // Sensors and Actuators B: Chemical. Elsevier BV, 2018. T. 268. C. 150-156.

119. Griffin B., Connelly M. J. Digital signal processing of interferometric fiber optic sensors // Proceedings of the Lightwave Technologies in Instrumentation and Measurement Conference, 2004. Palisades, NY, USA: IEEE. C. 153-156.

120. Fernandez-Ruiz M. R., Carballar A. Fiber Bragg Grating-Based Optical Signal Processing: Review and Survey: 17 // Applied Sciences. Multidisciplinary Digital Publishing Institute, 2021. T. 11, № 17. C. 8189.

121. Lopez-Ruiz N. h gp. Fast lifetime and amplitude determination in luminescence exponential decays // Sensors and Actuators B: Chemical. 2015. T. 216. C. 595-602.

122. Akashah M. H. N. h gp. Signal Improvement on Fibre Optic Evanescent Wave Sensor Based Polymeric Sensitive Coating of Chitosan-Agarose Hydrogel // Proceeding of 5th International Conference on Advances in Manufacturing and Materials Engineering / nog peg. Maleque Md. A. h gp. Singapore: Springer Nature Singapore, 2023. C. 109-115.

123. Moeglen Paget B. h gp. A review on photonic crystal fiber based fluorescence sensing for chemical and biomedical applications // Sensors and Actuators B: Chemical. 2024. T. 400. C. 134828.

124.Ochoa M. h gp. Recent Advances in Biomedical Photonic Sensors: A Focus on Optical-Fibre-Based Sensing // Sensors. 2021. T. 21, № 19. C. 6469.

125.Burgess L. W. Absorption-based sensors // Sensors and Actuators B: Chemical. Elsevier BV, 1995. T. 29, № 1-3. C. 10-15.

126.Microstructured Optical Fiber-Based Plasmonic Sensors // Computational Photonic Sensors. Cham: Springer International Publishing, 2019. C. 203232.

127. Nguyen Thi Nhat H. h gp. Potential Application of Gold Nanospheres as a Surface Plasmon Resonance Based Sensor for In-Situ Detection of Residual Fungicides // Sensors. 2020. T. 20, № 8. C. 2229.

128. Li T. h gp. Recent Progress in Fiber-Optic Acoustic Sensor and Its Applications: A Review // IEEE Sensors J. 2024. T. 24, № 16. C. 2524925260.

129. Kori T. h gp. A Study on Fiber Bragg Gratings and Its Recent Applications // Innovative Mobile and Internet Services in Ubiquitous Computing / nog peg. Barolli L., Xhafa F., Hussain O. K. Cham: Springer International Publishing, 2020. T. 994. C. 880-889.

130.Pedras B., Orellana G., Berberan-Santos M. N. Luminescence-Based Sensors for Aeronautical Applications // Fluorescence in Industry / nog peg. Pedras B. Cham: Springer International Publishing, 2019. T. 18. C. 389-411.

131. Gaston A. h gp. Evanescent wave optical-fiber sensing (temperature, relative humidity, and ph sensors) // IEEE Sensors J. 2003. T. 3, № 6. C. 806-811.

132.Khonina S. N., Kazanskiy N. L., Butt M. A. Optical Fibre-Based Sensors— An Assessment of Current Innovations // Biosensors. 2023. T. 13, № 9. C. 835.

133. Sabri N. h gp. Fiber Optic Sensors: Short Review and Applications // Recent Trends in Physics of Material Science and Technology / nog peg. Gaol F. L., Shrivastava K., Akhtar J. Singapore: Springer, 2015. C. 299-311.

134. Shpacovitch V., Hergenroder R. Surface Plasmon Resonance (SPR)-Based Biosensors as Instruments with High Versatility and Sensitivity // Sensors. MDPI AG, 2020. T. 20, № 11. C. 3010.

135.Martincek I., Kacik D., Horak J. Interferometric optical fiber sensor for monitoring of dynamic railway traffic // Optics & Laser Technology. Elsevier BV, 2021. T. 140. C. 107069.

136.Iadicicco A., Cutolo A., Cusano A. Fiber Bragg Grating Sensors -Advancements and Industrial Applications. 2008. C. 213-222.

137. Knobl Y. J. h gp. Luminescence Lifetime-Based Water Conductivity Sensing Using a Cationic Dextran-Supported Ru(II) Polypyridyl Complex // Sensors. 2024. T. 25, № 1. C. 121.

138.Iadicicco A. h gp. Evanescent wave sensor based on permanently bent single mode optical fiber // Sensors and Actuators B: Chemical. 2011. T. 155, № 2. C. 903-908.

139. Ehrlich K. h gp. Time-Resolved Spectroscopy of Fluorescence Quenching in Optical Fibre-Based pH Sensors // Sensors. 2020. T. 20, № 21. C. 6115.

140. Kumar M. h gp. In-situ optical water quality monitoring sensors— applications, challenges, and future opportunities // Front. Water. Frontiers Media SA, 2024. T. 6.

141. Singh P. SPR Biosensors: Historical Perspectives and Current Challenges // Sensors and Actuators B: Chemical. Elsevier BV, 2016. T. 229. C. 110-130.

142. Lashari G. A. h gp. Recent advancements and future challenges in hybrid optical fiber interferometers // Optik. Elsevier BV, 2023. T. 282. C. 170860.

143. Lee H.-S. h gp. A Fiber Bragg Grating Sensor Interrogation System Based on a Linearly Wavelength-Swept Thermo-Optic Laser Chip // Sensors. 2014. T. 14, № 9. C. 16109-16116.

144.Lippitsch M. E., Draxler S. Luminescence decay-time-based optical sensors: principles and problems // Sensors and Actuators B: Chemical. 1993. T. 11, № 1-3. C. 97-101.

145. Xin X. h gp. High-sensitivity four-layer polymer fiber-optic evanescent wave sensor // Biosensors and Bioelectronics. 2017. T. 91. C. 623-628.

146. Cai Y. h gp. Optical Fiber Sensors for Metal Ions Detection Based on Novel Fluorescent Materials // Front. Phys. Frontiers, 2020. T. 8.

147. Wang N.-H. h gp. A Series of Rare-Earth Metal-Based Coordination Polymers: Fluorescence and Sensing Studies // Sensors. 2024. T. 24, № 21. C. 6867.

148. Ji Y. h gp. Construction of a mApple-D6A3-mediated biosensor for detection of heavy metal ions // AMB Expr. 2020. T. 10, № 1. C. 213.

149. Chen T.-W. h gp. Ultrasensitive fluorescent proteins for imaging neuronal activity // Nature. 2013. T. 499, № 7458. C. 295-300.

150. Dennis A. M. h gp. Quantum Dot-Fluorescent Protein FRET Probes for Sensing Intracellular pH // ACS Nano. 2012. T. 6, № 4. C. 2917-2924.

151.Mondal T. K., Saha S. K. Facile Approach To Synthesize Nitrogen- and Oxygen-Rich Carbon Quantum Dots for pH Sensor, Fluorescent Indicator, and Invisible Ink Applications // ACS Sustainable Chem. Eng. 2019. T. 7, № 24. C. 19669-19678.

152. Sánchez-Escobar S., Hernández-Cordero J. Fiber optic fluorescence temperature sensors using up-conversion from rare-earth polymer composites // Opt. Lett. 2019. T. 44, № 5. C. 1194.

153.Cennamo N. h gp. Plasmonic Sensing in D-Shaped POFs With Fluorescent Optical Fibers as Light Sources // IEEE Trans. Instrum. Meas. 2018. T. 67, № 4. C. 754-759.

154.Chu C.-S., Su C.-J. Fluorescence Ratiometric Optical Broad Range pH Sensor Based on CdSe/ZnS Quantum Dots and O170 Embedded in Ethyl Cellulose Matrix // J. Lightwave Technol. 2018. T. 36, № 4. C. 857-862.

155. Chen W.-H. h gp. Dual-Lifetime Referencing (t-DLR) Optical Fiber Fluorescent pH Sensor for Microenvironments // Sensors. 2023. T. 23, №2 21. C. 8865.

156. Lyu D. h gp. Optical fiber sensors for water and air quality monitoring: a review // Opt. Eng. 2023. T. 63, № 03.

157. Butt M. A. h gp. Environmental Monitoring: A Comprehensive Review on Optical Waveguide and Fiber-Based Sensors // Biosensors. 2022. T. 12, № 11. C. 1038.

158. Zhang J. h gp. Current Progress of Ratiometric Fluorescence Sensors Based on Carbon Dots in Foodborne Contaminant Detection // Biosensors. 2023. T. 13, № 2. C. 233.

159. Bartos D. h gp. Incorporating fluorescent nanomaterials in organically modified sol-gel materials - creating single composite optical pH sensors // Sens. Diagn. 2022. T. 1, № 1. C. 185-192.

160. Jiang T., Qi L., Qin W. Improving the Environmental Compatibility of Marine Sensors by Surface Functionalization with Graphene Oxide // Anal. Chem. 2019. T. 91, № 20. C. 13268-13274.

161. Murugan K. h gp. Novel Metal-Free Fluorescent Sensor Based on Molecularly Imprinted Polymer N-CDs@MIP for Highly Selective Detection of TNP // ACS Omega. 2022. T. 7, № 1. C. 1368-1379.

162. Panácek D. h gp. Graphene Nanobeacons with High-Affinity Pockets for Combined, Selective, and Effective Decontamination and Reagentless Detection of Heavy Metals // Small. 2022. T. 18, № 33. C. 2201003.

163. Persichetti G. h gp. Light Diffusing Optical Fiber Sensor for Distributed Optical Absorption Spectroscopy and Chemical Sensing // IEEE Sensors J. 2023. T. 23, № 3. C. 2176-2183.

164. Mei H. h gp. Coiled Optical Nanofiber for Optofluidic Absorbance Detection // ACS Sens. 2019. T. 4, № 9. C. 2267-2271.

165.Bagchi S., Achla R., Mondal S. K. Optical Fiber Sensor With ZnO Hierarchical Nano-Structures Grown on Electrospun ZnO Mat Base on the

Sensor for Trace Level Detection of Volatile Amines // IEEE Sens. Lett. 2018. T. 2, № 1. C. 1-4.

166. De Acha N. h gp. Trends in the Design of Intensity-Based Optical Fiber Biosensors (2010-2020) // Biosensors. 2021. T. 11, № 6. C. 197.

167. De Acha N. h gp. Straightforward nano patterning on optical fiber for sensors development // Opt. Lett. 2020. T. 45, № 14. C. 3877.

168. Yesudasu V., Pradhan H. S., Pandya R. J. Recent progress in surface plasmon resonance based sensors: A comprehensive review // Heliyon. 2021. T. 7, № 3. C. e06321.

169.Nivedha S., Ramesh Babu P., Senthilnathan K. Surface Plasmon Resonance:Physics and Technology // Current Science. 2018. T. 115, № 1. C. 56.

170. Lobry M. h gp. HER2 biosensing through SPR-envelope tracking in plasmonic optical fiber gratings // Biomed. Opt. Express. 2020. T. 11, № 9. C. 4862.

171. Lin W. h gp. Cladding Mode Fitting-Assisted Automatic Refractive Index Demodulation Optical Fiber Sensor Probe Based on Tilted Fiber Bragg Grating and SPR // Sensors. 2022. T. 22, № 8. C. 3032.

172.Manuylovich E., Tomyshev K., Butov O. V. Method for Determining the Plasmon Resonance Wavelength in Fiber Sensors Based on Tilted Fiber Bragg Gratings // Sensors. 2019. T. 19, № 19. C. 4245.

173. Loyez M. h gp. Rapid Detection of Circulating Breast Cancer Cells Using a Multiresonant Optical Fiber Aptasensor with Plasmonic Amplification // ACS Sens. 2020. T. 5, № 2. C. 454-463.

174. Leitao C. h gp. Cortisol in-fiber ultrasensitive plasmonic immunosensing // IEEE Sensors J. 2020. C. 1-1.

175.Hu W. h gp. Highly sensitive detection of dopamine using a graphene functionalized plasmonic fiber-optic sensor with aptamer conformational amplification // Sensors and Actuators B: Chemical. 2018. T. 264. C. 440447.

176. Wang B. h gp. A tilted fiber Bragg grating pH sensor coated with polyaniline // 2021 19th International Conference on Optical Communications and Networks (ICOCN). Qufu, China: IEEE, 2021. C. 01-03.

177. Long G. h gp. Rapid-Response and Wide-Range pH Sensors Enabled by Self-Assembled Functional PAni/PAA Layer on No-Core Fiber // Materials. 2022. T. 15, № 21. C. 7449.

178.Valle A. h gp. Smartphone-Based Surface Plasmon Resonance Sensor for Glyphosate Detection: Different pH and Concentrations // Plasmonics. 2023. T. 18, № 3. C. 821-830.

179.Kroh C. h gp. Evaluation of the pH-sensitive swelling of a hydrogel by means of a plasmonic sensor substrate // J. Sens. Sens. Syst. 2018. T. 7, № 1. C. 5155.

180.De Souza Filho C. A., Lima A. M. N., Neff F. H. Modeling and Temperature Drift Compensation Method for Surface Plasmon Resonance-Based Sensors // IEEE Sensors J. 2017. Т. 17, № 19. С. 6246-6257.

181. Chen S. и др. Temperature-Compensating Fiber-Optic Surface Plasmon Resonance Biosensor // IEEE Photon. Technol. Lett. 2016. Т. 28, № 2. С. 213-216.

182.Capocefalo A. и др. Exploring the Potentiality of a SERS-Active pH Nano-Biosensor // Front. Chem. 2019. Т. 7. С. 413.

183.Tabasi O., Falamaki C. Recent advancements in the methodologies applied for the sensitivity enhancement of surface plasmon resonance sensors // Anal. Methods. 2018. Т. 10, № 32. С. 3906-3925.

184.Fathi F., Rashidi M.-R., Omidi Y. Ultra-sensitive detection by metal nanoparticles-mediated enhanced SPR biosensors // Talanta. 2019. Т. 192. С. 118-127.

185. Yuan X., Wu L., Qin Y. Advancing Sensitivity in Guided-Wave Surface Plasmon Resonance Sensor through Integration of 2D BlueP/MoS2 Hybrid Layers // Biosensors. 2023. Т. 14, № 1. С. 25.

186.Zeng Y. и др. Recent advances in surface plasmon resonance imaging: detection speed, sensitivity, and portability // Nanophotonics. 2017. Т. 6, № 5. С. 1017-1030.

187.Miliou A. In-Fiber Interferometric-Based Sensors: Overview and Recent Advances // Photonics. 2021. Т. 8, № 7. С. 265.

188. Hussein S. M. R. H. и др. Applicability limits of the end face fiber-optic gas concentration sensor, based on Fabry-Perot interferometer // Karbala International Journal of Modern Science. 2022. Т. 8, № 3. С. 339-355.

189.Aydin D., Barnes J. A., Loock H.-P. In-fiber interferometry sensors for refractive index // Applied Physics Reviews. 2023. Т. 10, № 1. С. 011307.

190.Liao S., Wong T. Optimal Design of Feedback-Interferometric Fiber Laser Sensors // IEEE Sensors J. 2019. Т. 19, № 24. С. 12016-12023.

191.Al-Ithawi S., Hadi A. Implementation of Pressure Sensor of Optical Fiber Using Optical Interferometer // DDF. 2020. Т. 398. С. 125-130.

192. Liu L. и др. Optical Fiber Fabry-Perot Interferometer Sensor Fabricated by Femtosecond Laser-Induced Water Breakdown // Integrated Ferroelectrics. 2020. Т. 208, № 1. С. 55-59.

193. Каид М. Комбинированные волоконно-оптические сенсоры локального контроля температуры с радиофотонным опросом: кандидат наук. ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ», 2024. С. 175.

194. Zhao Z., Dang Y., Tang M. Advances in Multicore Fiber Grating Sensors // Photonics. 2022. Т. 9, № 6. С. 381.

195. Guzman-Sepulveda J. и др. A Highly Sensitive Fiber Optic Sensor Based on Two-Core Fiber for Refractive Index Measurement // Sensors. 2013. Т. 13, № 10. С. 14200-14213.

196. Yao Y., Zhao Z., Tang M. Advances in Multicore Fiber Interferometric Sensors // Sensors. 2023. T. 23, № 7. C. 3436.

197. Velasco-Bolom P. M. h gp. Optical fiber pH sensor based on a multimode interference device with polymer overlay // Appl. Opt. 2023. T. 62, № 14. C. 3637.

198.Nagar M. A., Janner D. Polymer-Based Optical Guided-Wave Biomedical Sensing: From Principles to Applications // Photonics. 2024. T. 11, № 10. C. 972.

199. Morozov O. h gp. Development and Application of a High-sensitivity Acoustic Sensor Based on Open Cavity Fabry-Perot Interferometer // Science and Technology - Recent Updates and Future Prospects Vol. 6 / nog peg. Jakobczak Dr. D. J. B P International, 2024. C. 90-118.

200.Chandrasekharan H. K. h gp. In-situ multicore fibre-based pH mapping through obstacles in integrated microfluidic devices. arXiv, 2023.

201. Villatoro J. h gp. Multicore Fiber Sensors // Optical Fiber Communication Conference. Los Angeles, California: OSA, 2017. C. Th3H.1.

202. Morozov O. h gp. Addressed Combined Fiber-Optic Sensors as Key Element of Multisensor Greenhouse Gas Monitoring Systems // Sensors. 2022. T. 22, № 13. C. 4827.

203. Lu Q. h gp. Optical pH sensor based on fiber interferometer coated with intelligent hydrogel // Advanced Sensor Systems and Applications XIII / nog peg. Yang M. h gp. Beijing, China: SPIE, 2023. C. 23.

204. Feng C. h gp. Probe-Type Multi-Core Fiber Optic Sensor for Simultaneous Measurement of Seawater Salinity, Pressure, and Temperature // Sensors. 2024. T. 24, № 6. C. 1766.

205. Bharathan G. h gp. Femtosecond laser direct-written fiber Bragg gratings with high reflectivity and low loss at wavelengths beyond 4 ^m // Opt. Lett. 2020. T. 45, № 15. C. 4316.

206. Roberge A. h gp. Femtosecond laser direct-writing of high quality first-order Bragg gratings with arbitrary complex apodization by phase modulation // Opt. Express. 2022. T. 30, № 17. C. 30405.

207. Yuan Q. h gp. An Accurate, Flexible and Small Optical Fiber Sensor: A Novel Technological Breakthrough for Real-Time Analysis of Dynamic Blood Flow Data In Vivo // PLoS ONE / nog peg. Kuzyk M. G. 2014. T. 9, № 12. C. e114794.

208. Yang C. h gp. Portable optical fiber biosensors integrated with smartphone: technologies, applications, and challenges [Invited] // Biomed. Opt. Express. 2024. T. 15, № 3. C. 1630.

209. Butt M. A. Topic Editorial on Fiber-Optic Sensors // Micromachines. 2024. T. 15, № 12. C. 1452.

210. Lenner M. h gp. Long-term reliability of fiber-optic sensor components in harsh industrial environments // Advanced Photonics 2017 (IPR, NOMA,

Sensors, Networks, SPPCom, PS). New Orleans, Louisiana: OSA, 2017. C. SeW1E.3.

211.Mihailov S. J. Fiber Bragg Grating Sensors for Harsh Environments: 2 // Sensors. Molecular Diversity Preservation International, 2012. T. 12, № 2. C. 1898-1918.

212. Li C. h gp. A Review of Coating Materials Used to Improve the Performance of Optical Fiber Sensors // Sensors. 2020. T. 20, № 15. C. 4215.

213. Stolov A. A. h gp. Coatings for Harsh Environment Applications of Optical Fibers // Workshop on Specialty Optical Fibers and Their Applications. Hong Kong: OSA, 2015. C. WF4A.3.

214.Xiong Y., Xu F. Multifunctional integration on optical fiber tips: challenges and opportunities // Adv. Photon. 2020. T. 2, № 06.

215.Agliullin T. h gp. Addressed Fiber Bragg Structures: Principles and Applications Overview. ENGINEERING, 2022.

216. Sahota J. K., Gupta N., Dhawan D. Fiber Bragg grating sensors for monitoring of physical parameters: a comprehensive review // OE. SPIE, 2020. T. 59, № 6. C. 060901.

217.Nadeem Md. D., Raghuwanshi S. K., Kumar S. Recent Advancement of Phase Shifted Fiber Bragg Grating Sensor for Ultrasonic Wave Application: A Review // IEEE Sensors Journal. 2022. T. 22, № 8. C. 7463-7474.

218.Pabbisetti V. N. K., Madhuvarasu S. S. Hydrogel-coated fiber Bragg grating sensor for pH monitoring // Opt. Eng. 2016. T. 55, № 6. C. 066112.

219. Lopez Aldaba A. h gp. Polyaniline-coated tilted fiber Bragg gratings for pH sensing // Sensors and Actuators B: Chemical. 2018. T. 254. C. 1087-1093.

220. Shao L. Y. h gp. Fiber optic pH sensor with self-assembled multilayer nanocoatings on tilted FBG / nog peg. Liao Y. h gp. Beijing, , China, 2012. C. 84216A-84216A - 4.

221.El-Nahhal I. M. h gp. Sol-gel entrapment of bromothymol blue (BTB) indicator in the presence of cationic 16E1Q and 16E1QS surfactants // J SolGel Sci Technol. 2016. T. 79, № 3. C. 628-636.

222.Legett S. A. h gp. Functional Filaments: Creating and Degrading pH-Indicating PLA Filaments for 3D Printing // Polymers. 2023. T. 15, № 2. C. 436.

223. Cheng X. h gp. All-polymer fiber-optic pH sensor: 11 // Opt. Express. 2018. T. 26, № 11. C. 14610.

224.Yulianti I. h gp. Fiber Bragg Grating Based pH Sensor. Kuala Lumpur, (Malaysia), 2011. C. 424-428.

225. Lin Y. h gp. Fiber-optic fast response pH sensor in fiber Bragg gating using intelligent hydrogel coatings // Opt. Eng. 2015. T. 54, № 5. C. 057107.

226.Janting J. h gp. Small and Robust All-Polymer Fiber Bragg Grating Based pH Sensor // J. Lightwave Technol. 2019. T. 37, № 18. C. 4480-4486.

227. Lei X. h gp. PH sensor using fiber Bragg grating based on swelling of hydrogel / nog peg. Culshaw B. h gp. Beijing, China, 2012. C. 856111.

228.Dhara P., Singh V. K. Improved mesostructure by incorporating surfactant on thin film to develop an advanced optical fiber pH sensor with a temperature cross sensitivity feature // Laser Phys. 2017. Т. 27, № 3. С. 035101.

229.Сахабутдинов А. Ж. и др. Математическая модель датчика контроля парниковых газов на основе интерферометра Фабри-Перо. Всероссийские открытые Армандовские чтения: Современные проблемы дистанционного зондирования, радиолокации, распространения и дифракции волн, 2022.

230.Сахабутдинов А. Ж. и др. Цифровой двойник датчика Фабри-Перо для контроля концентрации парниковых газов // Электроника, фотоника и киберфизические системы. 2022. Т. 2, № 1. С. 54-66.

231. Vivaldi F. и др. Recent Advances in Optical, Electrochemical and Field Effect pH Sensors // Chemosensors. 2021. Т. 9, № 2. С. 33.

232. Yuan Z. и др. Dual-modal fiber-optic sensor for simultaneous pH and temperature monitoring in tumor microenvironment // Sensors and Actuators A: Physical. 2024. Т. 377. С. 115729.

233. Zhang Y. и др. A capillary-aided microfiber Bragg grating pH sensor for hydrovoltaic technology // Talanta. 2024. Т. 274. С. 125958.

234. Yan R. и др. Temperature self-calibrated pH sensor based on GO/PVA-coated MZI cascading FBG // Opt. Express. 2021. Т. 29, № 9. С. 13530.

235. Azhari A. и др. Development of fiber Bragg grating pH sensors for harsh environments // Fiber Optic Sensors and Applications XV / под ред. Du H. H., Mendez A., Baldwin C. S. Orlando, United States: SPIE, 2018. С. 25.

236. Hartings M. R. и др. A photonic pH sensor based on photothermal spectroscopy // Sensors and Actuators B: Chemical. 2019. Т. 301. С. 127076.

237.N A. Monitoring of pH by using stimulus responsive hydrogel and Fiber Bragg grating for bioreactor application // Biomedical Imaging and Sensing Conference 2021 / под ред. Matoba O. и др. Online, Japan: SPIE, 2021. С. 47.

238. Lei M. и др. In-Line Mach-Zehnder Interferometer and FBG With Smart Hydrogel for Simultaneous pH and Temperature Detection // IEEE Sensors Journal. 2018. Т. 18, № 18. С. 7499-7504.

239. Knöbl Y. J. и др. Wide range luminescence lifetime-based pH sensing with covalently immobilized multi-protonatable Ru(II) complexes // Sensors and Actuators B: Chemical. 2025. Т. 425. С. 136960.

240. New luminescent europium complexes as indicators and in sensors for pH in biosamples and water samples.

241. Kosch U. и др. Strategies To Design pH Optodes with Luminescence Decay Times in the Microsecond Time Regime // Anal. Chem. 1998. Т. 70, № 18. С. 3892-3897.

242. Kocincova A. S. DER FAKULTÄT CHEMIE UND PHARMAZIE DER UNIVERSITÄT REGENSBURG.

243. Jin L. h gp. Fluorescence lifetime-based pH sensing by platinum nanoclusters // Analyst. 2019. T. 144, № 11. C. 3533-3538.

244. Avolio R. h gp. Review of pH sensing materials from macro- to nano-scale: Recent developments and examples of seawater applications // Critical Reviews in Environmental Science and Technology. 2022. T. 52, № 6. C. 979-1021.

245. Koren K. h gp. Luminescence Lifetime Imaging of Chemical Sensors—A Comparison between Time-Domain and Frequency-Domain Based Camera Systems // Anal. Chem. 2019. T. 91, № 5. C. 3233-3238.

246. Franker C. G., S0rensen T. J. Investigating the Time Response of an Optical pH Sensor Based on a Polysiloxane-Polyethylene Glycol Composite Material Impregnated with a pH-Responsive Triangulenium Dye // ACS Omega. 2019. T. 4, № 5. C. 8381-8389.

247. Kong M. h gp. Luminescence Lifetime-Based In Vivo Detection with Responsive Rare Earth-Dye Nanocomposite // Small. 2019. T. 15, № 46. C. 1904487.

248. Su X. h gp. Lifetime-based nanothermometry in vivo with ultra-long-lived luminescence // Chem. Commun. 2020. T. 56, № 73. C. 10694-10697.

249.Al-Qaysi Wafaa _Thesis on 15-11-2018.pdf.

250. Memon S. F. h gp. Measurement of Ultralow Level Bioethanol Concentration for Production Using Evanescent Wave Based Optical Fiber Sensor // IEEE Trans. Instrum. Meas. 2018. T. 67, № 4. C. 780-788.

251.Botewad S. N., Pahurkar V. G., Muley G. G. Fabrication and evaluation of evanescent wave absorption based polyaniline-cladding modified fiber optic urea biosensor // Optical Fiber Technology. 2018. T. 40. C. 8-12.

252. Swain S. K. h gp. A new configuration of fiber optic sensor based on evanescent field absorption utilizing the emission properties of Fe3O4 @BaMoO4: Eu nanocomposite probe // Optics Communications. 2020. T. 471. C. 125842.

253. Potdar R. P. h gp. Evanescent wave sensor for potassium ion detection with special reference to agricultural application // Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. 2023. T. 441. C. 114707.

254.Taitt C. R., Anderson G. P., Ligler F. S. Evanescent wave fluorescence biosensors: Advances of the last decade // Biosensors and Bioelectronics. 2016. T. 76. C. 103-112.

255. Jali M. H. h gp. Applied microfiber evanescent wave on ZnO nanorods coated glass surface towards temperature sensing // Sensors and Actuators A: Physical. 2018. T. 277. C. 103-111.

256.Zahra S. h gp. Advanced novel asymmetric notched plastic optic fibers for sensing applications // Optics & Laser Technology. 2025. T. 183. C. 112283.

257. Sabek J. h gp. Experimental study of an evanescent-field biosensor based on 1D photonic bandgap structures // Beilstein J. Nanotechnol. 2019. T. 10. C. 967-974.

258. Azargoshasb T. и др. Evanescent Wave Optical Trapping and Sensing on Polymer Optical Fibers for Ultra-Trace Detection of Glucose // ACS Omega. 2020. Т. 5, № 35. С. 22046-22056.

259.Nag P. и др. Evanescent Wave Optical Fiber Sensors Using Enzymatic Hydrolysis on Nanostructured Polyaniline for Detection of P-Lactam Antibiotics in Food and Environment // Anal. Chem. 2021. Т. 93, № 4. С. 2299-2308.

260.Devendiran S., Priya A. K., Sastikumar D. Design of aluminium oxide (Al2O3) fiber optic gas sensor based on detection of refracted light in evanescent mode from the side-polished modified clad region // Sensors and Actuators B: Chemical. 2022. Т. 361. С. 131738.

261. Ren S. и др. A distributed photonic crystal fiber reverse design framework based on multi-source knowledge fusion // Optical Fiber Technology. 2024. Т. 84. С. 103718.

262. Xiong Y. и др. Flow Injection Small-volume Fiber-optic pH Sensor Based on Evanescent Wave Excitation and Fluorescence Determination // J Fluoresc. 2011. Т. 21, № 3. С. 1137-1142.

263. Zhong N. и др. Three-layer-structure polymer optical fiber with a rough inter-layer surface as a highly sensitive evanescent wave sensor // Sensors and Actuators B: Chemical. 2018. Т. 254. С. 133-142.

264. Wei Y., Hu X., An D. Design of An intelligent pH sensor based on IEEE1451.2 // IFAC-PapersOnLine. 2018. Т. 51, № 17. С. 191-198.

265. Botewad S. N. и др. PANI-ZnO Cladding-Modified Optical Fiber Biosensor for Urea Sensing Based on Evanescent Wave Absorption // Front. Mater. 2020. Т. 7. С. 184.

266. Chang J. и др. Polyaniline-Reduced Graphene Oxide Nanosheets for Room Temperature NH3 Detection // ACS Appl. Nano Mater. 2021. Т. 4, № 5. С. 5263-5272.

267. Li L. и др. Graphene/Polyaniline Film Optical Fiber Ammonia Gas Sensor With Excellent Sensing Performance // IEEE Sensors J. 2023. Т. 23, № 14. С.15652-15659.

268. Hernaez M. и др. Optical Fibre Sensors Using Graphene-Based Materials: A Review // Sensors. 2017. Т. 17, № 1. С. 155.

269. Аглиуллин Т. А. и др. Моделирование спектра отражения волоконных брэгговских решеток как структурного элемента комбинированных волоконно-оптических датчиков // Электроника, фотоника и киберфизи-ческие системы. 2022. Т. 2, № 3. С. 46-61.

270. O Shapira и др. Implementation of a Fiber-Optic Sensing Technology for Global Structural Integrity Monitoring of UAVs. Unpublished, 2014.

271. Липатников К. А., Проскуряков А. Д. Долговременная стабильность ВБР при стационарных нагрузках. 2021. С. 274-275.

272. Морозов О. Г., Сахабутдинов А. Ж. Радиофотонные Сенсорные Системы На Адресных Волоконных Брэгговских Структурах. Уфимский

государственный авиационный технический университет, 2018. С. 1015.

273.Gubaidullin R. R. и др. Mathematical modeling of optical response of address fiber Bragg structure using Gauss function. 2020. Т. 11516.

274. Fleming G. A., Gorton S. A. Measurement of rotorcraft blade deformation using projection moire interferometry / под ред. Tomasini E. P. Ancona, Italy, 1998. С. 514-527.

275. Губайдуллин Р. Р., Аглиуллин Т. А. Математическое Моделирование Оптического Отклика Адресной Волоконной Брэгговской Структуры С Помощью Функции Гаусса. Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева, 2019. С. 204-205.

276. Аглиуллин Т. А. и др. Управление Тонкой Структурой Трёхкомпонент-ных Адресных Брэгговских Измерительных Преобразователей, Последовательно Записанных В Оптическое Волокно Квазираспределённой Радиофотонной Сенсорной Системы // Вестник Поволжского Государственного Технологического Университета. Серия: Радиотехнические И Инфокоммуникационные Системы. 2020. № 4 (48).

277.Сахабутдинов А. Ж. и др. Основы математического моделирования волоконно-оптических структур: учебное пособие. под ред. докт. техн. наук О.Г. Морозова. Казань: КНИТУ-КАИ, 2023. 156 с.

278. Сахабутдинов А. Ж. Мониторинг Показателя Преломления Среды С Использованием Адресной Волоконной Брэгговской Стурктуры. ИП Сагиев А.Р., 2025. С. 46-51.

279.Okamoto K. Fundamentals of Optical Waveguides. 2nd ed. Burlington: Elsevier Science, 2010. 578 с.

280.Agliullin T. и др. Overview of Addressed Fiber Bragg Structures' Development // Photonics. 2023. Т. 10, № 2. С. 175.

281.Rosenberger M., Schmauss B., Hellmann R. UV-Writing of a Superstructure Waveguide Bragg Grating in a Planar Polymer Substrate: 9 // Sensors. Multidisciplinary Digital Publishing Institute, 2017. Т. 17, № 9. С. 1964.

282. ASE SOURCES | NP Photonics, Inc | United States [Электронный ресурс] // NP Photonics, Inc. URL: https://www.npphotonics.com/ase-sources (дата обращения: 24.04.2025).

283. High Optical Power Handling InGaAs Photodiodes to 50 GHz [Электронный ресурс]. URL: https://www.discoverysemi.com/Product_Pages/DSC10H_20H.php (дата обращения: 24.04.2025).

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель проректора по НДиЦ

Ш V -

Шта®

В.М. Бабушкин

« 03» VW/M 2025 г. -1 -t-

АКТ

о внедрении результатов диссертационной работы аспиранта КНИТУ-КАИ Альхуссейн Алаа Наджи Дахал в научно-исследовательскую деятельность

Комиссия в составе:

- Надеев А.Ф. - директор ИРЭФ-ЦТ, зав. каф. РТС, д-р физ.-мат. наук - председатель комиссии;

- Морозов О.Г. - председатель НТС ИРЭФ-ЦТ, профессор каф. РФМТ, профессор, д-р техн. наук - зам. председателя комиссии,

- Кузнецов A.A. - зав. каф. РФМТ, доцент, д-р техн. наук - член комиссии;

- Данилаев Д.П. - зав. каф. ЭКСПИ, доцент, д-р техн. наук - член комиссии;

составила настоящий акт о том, что в период с 2022 г. по настоящее время в научно-исследовательскую деятельность ИРЭФ-ЦТ КНИТУ-КАИ внедрены следующие разработки, в которых используются результаты диссертационной работы Алаа Наджи Дахал Альхуссейн:

- математические модели и экспериментальные образцы волоконно-оптического сенсора для систем локального рН-контроля с радиофотонным опросом; алгоритмическое и программное обеспечение, позволяющее однозначно определять положение центральной длины волны модифицированных адресных воло-

конных брэгговских структур радиофотонными методами - выполненные в рамках НИР при поддержке фанта Российского научного фонда по проекту № 2379-10059, https://rscf.ru/project/23-79-10059/ на проведение научных исследований в 2023-2024 годах;

- практические рекомендации по созданию новых технологий изготовления чувствительных элементов на основе модифицированных адресных волоконно-оптических элементов с радиофотонным опросом для рН-контроля, выполненные в рамках НИР кафедрой РФМТ при финансовой поддержке Минобр-науки РФ по программе «Приоритет-2030».

- практические рекомендации по проектированию чувствительных элементов, включающих адресные волоконно-оптических датчики для локального рН-контроля состояния открытых ран - выполненные в рамках договора РФ-7 с ООО «НПФ МФС» (Казань).

Комиссия отмечает, что результаты диссертационной работы Альхуссейн Алаа Наджи Дахал используются при выполнении инициативных научно-исследовательских работ по техническим предложениям АО «КПКБ», а научные работы, опубликованные аспирантом, в международных журналах активно цитируются мировой научной общественностью. /7

Председатель комиссии Заместитель председателя комиссии Члены комиссии

Надеев А.Ф. Морозов О.Г. Кузнецов А.А. Данилаев Д.П.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2