聚合物—石英复合光纤的制备及其温度响应性质的研究.pdf

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1、UniversityofScienceandTechnologyofChina博士学位论论文题目聚合柄石其复合光纤的刷备及其温度响应性质的研免作者姓名张工韻学科专业高分子化学与物理导师姓名二〇一五年五月完成时间博士学位论文；；聚合物石英复合光纤的制备及其温度响应性质的研究作者姓名张玉娟学科专业高分子化学与物理导师姓名张其锦教授完成时间二—五年五月UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationforDoctor'sdegreeFabricationandTemperature！：：：中国

2、科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行研宄工作所取得的成果。除己特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人己经发表或撰写过的研宄成果。与我一同工作的同志对本研宄所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：签字日期：中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等复制手

3、段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。“开□保密（—年）作者签名：“上签字日期：琳摘要摘要基于应用倏逝场原理的光纤传感器具有制备简单、灵敏度高等优点，而聚合物由于具备良好的可裁剪性，易成膜且热光系数及热膨胀系数大，杨氏模量小等特点，所以将二者结合的复合光纤器件制作方法简单并有重要的应用前景。而将聚合物材料和石英光纤结合可以让光纤中传输光信号随温度发生改变，包括光强变化和峰的位移。基于可操作性，本论文工作选择了单模多模单模（光纤和光纤锥两种光纤结构，并将聚合物与光纤结合，通过聚

4、合物的热致弯曲和热致折射率变化两种原理来进行温度传感。同时合成并涂覆了合适折射率的聚合物，通过变温能观测到光纤导模到漏模的转换。随后拉制拉锥探头，将其与聚合物结合，制成新的一种温度传感器，同时可用来检测荧光，并初步探索了在医疗检测中的应用。论文还研宄了偶氮苯聚合物的光热二元响应性能，为下一步偶氮与光纤的结合打下基础。具体内容如下：采用聚合物与弯曲光纤制成复合光纤结构，其中光纤的多模段用氢氟酸化学腐蚀，置于高折射率环境中，形成漏模光纤；观测复合结构光纤的传输谱，发现传输峰位置随温度变化而变化；针对这一现象进行深入研宄，发现峰位移是温度变化导致聚

5、合物形变，继而固定其上的光纤曲率发生改变导致的。采用氢氟酸对光纤进行化学腐蚀；合成合适折射率的聚合物，涂覆于光纤外面探宄不同折射率的聚合物对复合光纤的温度灵敏度有何影响。根据实验结果，设计并合成了一种新型的高热光系数聚氨酯，制成聚氨酯复合光纤，通过变温不只能进行温度传感，还能观察到该复合结构从漏模到导模的转换。拉制光纤锥，合成聚合物，与光纤锥结合制成复合光纤，通过在不同温度下探测其传输谱的强度，研究该复合光纤的温度传感性能。该光纤锥还能用来检测荧光，在生物医学方面有潜在应用。合成了偶氮聚合物，将其与异丙基丙烯酰胺共聚后进行组装。在组装体中加入

6、银纳米粒子，由于异丙基丙烯酰胺有温敏性，通过可改变控温改变银纳米粒子与偶氮旳距离，从而研究不同温度下不同银含量对偶氮顺反异构的速率的影响。研宄了偶氮共聚物的光热二响应性，为下一步偶氮聚合物与光纤的结合打下基础。关键词：聚合物，复合光纤，光纤，光纤锥，倏逝波，聚合物折射率，温度摘要传感AbstractABSTRACTEvanescentwavehaslotsofadvantageswhenusedinfiberopticsensing，，，Abstract2.AnovelmodelofSMS,whichisfabricatedusinganel

7、aboratelydesignedpolymercoatingtoreplacethesilicacladdingofMMF,isproposedandexperimented.Thepolymerisdesignedandsynthesizedfortwocharacters:suitableRIandhighthermo-opticcoefficient.Thetransformbetweenleakymodeinterferenceandguidedoneisobtainedandthephenomenonaroundthetransf

8、ormationpointisobservedintheexperimentofpolyurethane-SMScompoundfiber.3.Polymeriss