吸收式气敏传感空芯光纤设计和制备[1]

《吸收式气敏传感空芯光纤设计和制备[1]》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第28卷第2期红外与毫米波学报Vo.l28,No.22009年4月J.InfraredMillim.WavesApri,l2009文章编号:1001-9014(2009)02-0111-04吸收式气敏传感空芯光纤的设计和制备12111石艺尉,
周志云,
汤晓黎,
隋可融,
朱晓松(1.复旦大学通信科学与工程系,上海
200433;2.上海理工大学城市建设与环境工程学院,上海
200093)摘要:研发了红外波段吸收式气敏传感空芯光纤.空芯光纤的内面镀有银膜和介质膜,在目标波长提高反射率从而降低损耗.银膜和介质膜分别采用化学银

2、镜反应法和液相镀膜法成膜.优化介质膜的材料和膜厚,光纤在可见光到中红外波段实现了低损耗特性.空芯光纤不仅可以用作气体传感的光吸收气室,而且也可用作红外光的传输媒介.初步实验结果显示这种空芯光纤可以替代普通的气体吸收气室,实现传感系统小型化.关
键
词:光波导;空芯光纤;气室;气体传感;红外吸收中图分类号:TN247

文献标识码:ADESIGNANDFABRICATIONOFINFRAREDHOLLOWFIBERSFORSPECTROSCOPICGASSENSING12111SHIYi
Wei,
ZHOUZhi
Yun,

3、TANGXiao
Li,
SUIKe
Rong,
ZHUXiao
Song(1.DepartmentofCommunicationScienceandEngineering,FudanUniversity,Shanghai
200433,China;2.CollegeofUrbanConstruction&EnvironmentalEngineering,UniversityofShanghaiforScienceandTechnology,Shanghai
200093,China)Abstract:Infraredho

4、llowfibersweredevelopedforspectroscopicgassensing.Thehollowcorefiberhasasilverfilmandadielectricfilmonitsinnersurfacetoenhancethereflectionrate,andthustolowthetransmissionloss.Thechemicalsilvermirror
reactionmethodandtheliquid
phasecoatingtechniquewereusedtoformth

5、esilverandthedielectricfilm.Low
losspropertieswereachievedfromthevisibletothemid
infraredwavelengthregionsbyoptimizingthedielectricmaterialandthefilmthickness.Thelow
losshollowcorefibercanbeusednotonlyastheabsorptioncellforgassensingbutalsoasthetransmissionmediumf

6、orinfraredlight.Primaryexperimentalresultsshowthatthehollowfiberisagoodalternativeforgascellforminiaturizationinspectroscopicgassensing.Keywords:opticalwaveguide;hollowfiber;gascel;lgassensing;infraredabsorption[3,4]纤的气敏传感性能做了深入研究.光纤的柔韧引言性使该类传感器易于小型化,更适于现场使用.但是工业过

7、程监控、医药、环境监测以至国家安全等这些光纤在中红外波段的损耗较大.因此当用于中都需要大量的化学气体检测.这些检测大都有比较红外波段吸收的测量时,只有缩短光纤以达到一定特殊或严格的要求,如灵敏度高、气体针对性强、响的信噪比.这样就需要牺牲测量的灵敏度作为补偿.[1,2][5,6]应速度快和无损检测等.光谱吸收法因为具有用于传输红外激光能量的空芯光纤已经逐上述特点而受到广泛重视.根据比尔
朗伯(Beer
步走向实用化.空芯光纤可以在0.4~20
m波段实Lambert)定律,气体对光的吸收与气体浓度和气体现低损耗特性.这个波

8、长范围覆盖了几乎所有常见与光的作用距离成正比.怀特(White)气体吸收腔的有害气体的吸收峰,可以满足绝大多数气体的监需要光学准直,难以在现场使用.并且腔体大,气体测需求.在中红外波长段空芯光纤既可以作为传输对流所需时间长,所以响应速度较慢.为了实现体积光纤(数米距离),也可以用作气体吸收的气室.小、光