一种新型本征倏逝波型光纤传感器的研究.pdf

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1、2011年第30卷第9期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)41一种新型本征倏逝波型光纤传感器的研究余潘，沈为民，黄杰，徐贲(中国计量学院光学与电子科技学院。浙江杭州310018)摘要：研究开发了一种新型本征型光纤倏逝波传感器。采用有机玻璃板和大半圆弧高抛光PVC管构成光纤支架，将60／125Ixm阶跃多模光纤隔一定距离剥除等长度涂覆层后缠绕于光纤支架上，其无涂覆层部分位于上下两PVC管之间，经化学腐蚀后获得裸芯总长度大于0．5m的新型高灵敏本征型光纤倏逝波传感器。实验结果表明：该传感器对亚甲基蓝的探测浓度可达到10mol

2、／L量级，灵敏度达到2．66L／v~mol，其灵敏度高，结构简单，易制备，成本低，适用于溶液、气体里痕量物质的检测。关键词：传感器；本征型光纤传感器；倏逝波中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000-9787(2011)09-0041-03⋯5tudy0Inanewi‘ntri-nsi-cevanescent·WaVet·ypeopticalfibersensorYUPan，SHENWei·rain，HUANGJie，XUBen(CollegeofOptical&ElectronicScienceandTechnology，ChinaJiliangUniversi

3、ty，Hangzhou310018，China)Abstract：AnewintrinsicopticfiberevanescentwavesensoriSdeveloped．ThesensoriSfabricatedwiththe60／125p．mstep—indexmuhimodeopticalfiberwrappedaroundascaffold．ThescaffoldisintegratedusingplexiglassandlargecirculararcPVCpipe，thefiberispeeledofasectionoflengthcladdingatacer

4、taindistance，andasectionoffiberbypeeledcladdingislocatedamongtwolargecirculararcPVCpipe．Anewhighsensitivityintrinsicopticalfiberevanescentwavesensorwiththebarecorelengthmorethan0．5mcanbeobtainedbyapplicationofchemicalcorrosionmethod．Theexperimentalresultsshowthatthelowestconcentrationofthem

5、ethylenebluesolutioncanbedetecteduptotheorderof10～mol／L，thesensitivityisupto2．66L／p．mol，thesensorhastheadvantagesofhighsensitivity，simplestructure，easyfabricated，lowcost，anditissuitableforthedetectionoftraceamountsofsubstancesinsolutionorgas．Keywords：sensor；intrinsicopticalfibersensor；evane

6、scentwave0引言本文采用分段剥除，缠绕腐蚀的方法获得一种新型光基于倏逝波原理的光纤传感器是20世纪80年代发展纤倏逝波传感器，在保证一定直径强度的条件下增加了传起来的传感技术，光纤倏逝波传感器具有响应速度快、感区长度。实验证明：该传感器相对其他光纤倏逝波传感灵敏度高、易制备、易集成、成本低等优点，一直受到社会研器，灵敏度更高，更易封装和清洗，在液体、气体探测监测领究重视，且光纤倏逝波传感器系统已被应用于生物识别、化域具有广泛的应用前景。1理论原理学成分检测等各个领域l4J。光在光纤中传播是基于全反射原理，在全反射时有部现有的倏逝波型光纤传感器有D形、u形、直形、双锥分

7、光波透出纤芯一包层界面进入到包层，并沿径向呈指数衰形等结构。D形结构灵敏度低，不易制备；U形结构其U减，这部分光波就是倏逝波J。基于倏逝波传感原理的光形区易被折断，不易封装，弯曲损耗大，信号弱；双锥形纤传感器将裸芯部分外溶液或气体作为新的包层，通过对结构不易制备，锥结构参数难控制”；直形结构简单，易制倏逝波的选择吸收来进行检测，其裸芯传感区原理图如备，易操作，但目前的制作工艺制约了光纤传感区的长度和图1所示。直径，限制了传感器的性能。收稿日期：2011-01—12基金项目：浙江省自然科学基金资助项目(Y