具有消逝場結(jié)構(gòu)的光纖氫氣傳感器的制備與研究.pdf

1、具有消逝場結(jié)構(gòu)的光纖氫氣傳感器是一款工藝要求非常高，靈敏度高，穩(wěn)定性強，可以進(jìn)行復(fù)用的新穎的光學(xué)氫氣傳感器。對它的研究是一個多學(xué)科高度交叉的研究領(lǐng)域。其中涉及了氫敏感膜的研究及其生長工藝、光在光波導(dǎo)的傳輸模式分析、光學(xué)表面等離子共振技術(shù)、氫氣傳感器的檢測技術(shù)等。如何實現(xiàn)各種相關(guān)技術(shù)的整體集成、降低漸逝場型光纖氫傳感器的制造成本、提高氫敏傳感器的可靠性、重復(fù)性和靈敏度等是目前具有消逝場結(jié)構(gòu)的光纖氫氣傳感技術(shù)走向產(chǎn)業(yè)化所面臨的主要問題。

2、 本論文針對具有消逝場結(jié)構(gòu)的光纖氫氣傳感器存在的問題，開展了以下一些相關(guān)的技術(shù)性研究：鈀的氫敏感原理、表面等離子共振原理、腐蝕型光纖的制作、薄膜的生長、傳感頭的封裝和傳感系統(tǒng)的實驗及結(jié)果分析。 本論文的具體工作如下： 1、研究了光纖氫氣傳感器的分類及每種傳感器的原理，設(shè)計了具有消逝場結(jié)構(gòu)的光纖氫氣傳感器。 2、研究了本系統(tǒng)相關(guān)的各種理論，包括光學(xué)表面等離子共振技術(shù)、漸逝場傳感技術(shù)及光在光波導(dǎo)的傳輸模式分析等，

3、并通過數(shù)值模擬分析了系統(tǒng)的最佳參數(shù)。 3、對傳感器腐蝕時所需要的各種相關(guān)工具進(jìn)行了制作，對腐蝕液進(jìn)行了配置，并設(shè)計出了一套合理的腐蝕流程，并通過實驗揭示了光纖腐蝕的規(guī)律性。 4、設(shè)計了一套可靠的氫氣濃度測試系統(tǒng)，通過系統(tǒng)，對傳感器的響應(yīng)時間、功率逆向等各項性能進(jìn)行了測試、分析和研究。 本文重點介紹了工作原理和制作工藝。并對腐蝕時間是50分鐘、鍍膜厚度為50nm的光纖傳感器進(jìn)行了實際測試，得出了氫氣濃度從0％增大到