Ngày nay, môi trường sống của con người (bao gồm: thực phẩm, không khí,
nguồn nước, các dược phẩm và tiền dược phẩm.) ngày càng bị ô nhiễm nghiêm
trọng, do vậy việc kiểm soát tốt các tác nhân gây ô nhiễm môi trường đang là vấn
đề cấp bách trong đời sống xã hội của các quốc gia, trong đó có Việt nam. Vì vậy
việc nghiên cứu phát triển các công nghệ chế tạo linh kiện và thiết bị cảm biến
nhằm phát hiện và kiểm soát các tác nhân độc hại trong môi trường sống hiện là sự
quan tâm hàng đầu trong các cơ sở nghiên cứu và triển khai công nghệ trên thế giới.
Cảm biến thích hợp cho kiểm soát ô nhiễm môi trường sống có những yêu cầu khắt
khe như: không rỉ, thời gian hoạt động dài và độ lặp lại kết quả đo cao, giới hạn
phát hiện các chất cần đo thấp (cỡ ppm hoặc thấp hơn) và có tính chọn lọc tốt với
từng tác nhân gây ô nhiễm. Các phương pháp truyền thống như sắc ký khí và lỏng,
khối phổ kế đã chứng tỏ khả năng phát hiện và đo được nồng độ các chất sinh-hóa
gây ô nhiễm với lượng rất nhỏ (có thể đến cấp phân tử), tuy nhiên các phương pháp
kiểm định này có giá thành rất cao vì thiết bị đắt tiền, cồng kềnh nên thường được
đặt cố định tại phòng thí nghiệm hoặc tại các trung tâm phân tích và quy trình làm
mẫu đo khá phức tạp, người phân tích cần phải có thời gian huấn luyện về chuyên
môn rất cẩn thận và lâu dài, vì vậy rất khó phổ biến các kỹ thuật này trên diện rộng.
Do đó, các nghiên cứu, chế tạo và phát triển các loại thiết bị cảm biến rẻ tiền, gọn
nhẹ, dễ sử dụng và có độ nhậy cao trong các môi trường khác nhau để nhận biết,
phát hiện và kiểm soát các thông số lý-hóa cũng như mức độ nhiễm bẩn các chất
sinh – hóa học trong môi trường sống, đặc biệt trong thực phẩm đang có tính thời sự
rất cao. Một trong những loại cảm biến thế hệ mới đang rất được chú trọng phát
triển đó là cảm biến quang tử bởi vì chúng có nhiều đặc tính nổi trội. Các thiết bị
cảm biến quang tử đã nổi lên thành đối tượng nghiên cứu phát triển rất mạnh để
phát hiện và đo đạc định lượng các tác nhân gây hại trong môi trường bởi những
tính chất ưu việt của nó. Thiết bị cảm biến quang tử đã được nghiên cứu và ứng
dụng trong lĩnh vực kiểm soát các tác nhân gây hại trong môi trường với rất nhiều
loại khác nhau. Trong đó cảm biến quang tử dựa trên sợi quang đã và đang rất được
quan tâm và phát triển mạnh trên thế giới bởi nhiều những ưu điểm nổi bật như có
thể được sử dụng cho phép đo tại hiện trường, không bị nhiễu do sóng điện-từ, hoạt
động rất ổn định trong môi trường ăn mòn hóa học hoặc điều kiện về nhiệt độ và áp
lực lớn và không tạo ra tia lửa điện trong môi trường có nguy cơ cháy nổ hoặc đoản
mạch vì không cần cung cấp điện trên đầu dò. Cảm biến quang sợi với phần tử cảm
biến là một phần của chính dây dẫn quang được phát triển dựa trên các quy luật
truyền dẫn ánh sáng trong sợi quang có tương tác với môi trường bên ngoài làm
thay đổi cường độ, tần số (bước sóng) ánh sáng, phân cực và hướng truyền của ánh
sáng. Hơn nữa, độ ổn định của cảm biến quang sợi này trong môi trường tự nhiên
rất cao (không bị rỉ sét do quá trình oxy-hóa, và đặc biệt an toàn trong môi trường
nguy hại như có độ ăn mòn hóa học cao hoặc điện-từ trường mạnh) do cảm biến
quang sợi được chế tạo bằng thủy tinh silica. Với sự phát triển rất mạnh mẽ về vật
liệu và linh kiện quang-điện tử và quang tử trong thời gian vừa qua, các loại cảm
biến quang sợi rất dễ dàng và thuận tiện trong việc tích hợp với nguồn sáng kích
thích bằng laser diode, với nguồn thu quang bán dẫn photodiode và bộ phân tích và
xử lý tín hiệu quang-điện có độ phân giải cao [1-9].