光纖型氫氣傳感結(jié)構(gòu)的制備與性能研究.pdf

1、近年來隨著氫氣應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大,檢測氫氣濃度的重要性也變得尤為突出。光纖型氫氣傳感器具有的特定優(yōu)勢使得它成為目前研究的熱點內(nèi)容,光纖氫氣傳感器的研究不僅涉及光學(xué)領(lǐng)域的光波導(dǎo)傳輸理論,而且涉及到化學(xué)材料領(lǐng)域中氫氣敏感薄膜的制備工藝。就目前的研究成果來看光纖氫氣傳感器的類型已經(jīng)多樣化,對氫氣的響應(yīng)較理想,但還存在穩(wěn)定性和可重復(fù)使用性差等問題,要實現(xiàn)光纖氫氣傳感器的商業(yè)化生產(chǎn)還有很長的路要走。因此制備出高靈敏度、長壽命、低成本的光纖氫氣傳感器

2、面臨著巨大的挑戰(zhàn)。
　　本文通過對各種光纖型氫氣傳感器優(yōu)缺點的了解后,重點研究了鍍有鈀膜的消逝場型D型光纖氫氣傳感結(jié)構(gòu)和單模-多模-單模(SMS)結(jié)構(gòu)光纖氫氣傳感結(jié)構(gòu)。
　　研究了氫敏薄膜的種類和鈀膜的特性以及鈀膜的制備方法,最終對化學(xué)鍍法進行了細致的實驗,確定了鍍液成分配比后制備了不同溫度下的鈀膜,測試結(jié)果表明施鍍溫度為60 Co時鍍膜效果最佳,化學(xué)鍍法制備的薄膜不僅均勻致密、對光纖的附著力強而且實驗操作簡單、成本低。對消

3、逝場型光纖氫氣傳感器的研究首先對光纖結(jié)構(gòu)進行了理論分析,利用Beamprop軟件模擬得出消逝場的透射深度,并結(jié)合實驗得出當傳輸光的能量下降為原來的80％時光纖傳輸?shù)墓鈱ν饨绲摹案惺堋弊铎`敏,利用飛秒激光制作出D型結(jié)構(gòu)的光纖后用氫氟酸進一步腐蝕,得出了輸出光功率隨腐蝕時間的變化規(guī)律,測試了鍍膜后的光纖對氫氣的響應(yīng)情況,通過觀察功率的變化實現(xiàn)了對氫氣濃度的測量。對SMS結(jié)構(gòu)光纖傳感理論進行了系統(tǒng)分析,確定出多模光纖長度后制作出SMS結(jié)構(gòu)光纖