基于稀土5d-4f寬帶發(fā)光的熒光溫度傳感技術(shù).pdf

1、學(xué)校代碼：10406分類號：S951.41學(xué)號：130085202016南昌航空大學(xué)南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文（專業(yè)學(xué)位研究生）基于稀土基于稀土5d4f寬帶發(fā)光寬帶發(fā)光的熒光溫度傳感技術(shù)的熒光溫度傳感技術(shù)碩士研究生：王國耀導(dǎo)師：張巍巍副教授申請學(xué)位級別：碩士學(xué)科、專業(yè)：光學(xué)工程所在單位：測試與光電工程學(xué)院答辯日期：2016年6月授予學(xué)位單位：南昌航空大學(xué)I摘要溫度對于光致發(fā)光材料的光譜特性通常都有著重要的影響。而利用熒光材料的這種溫度敏感

2、特性來進(jìn)行溫度傳感也就是熒光測溫，越來越受到關(guān)注。傳統(tǒng)的熒光測溫主要分為強(qiáng)度型、強(qiáng)度比型和壽命型三種。本文對傳統(tǒng)的熒光測溫方法進(jìn)行了歸納比較，并發(fā)展了熒光強(qiáng)度比測溫的技術(shù)原理，描述了基于寬帶光譜譜帶頻移和展寬的強(qiáng)度比測溫方法，包括自參考雙波長強(qiáng)度比法和積分強(qiáng)度比法。此外，本文驗證了另一種新的溫度測量方法—譜帶重心法。譜帶重心是用來定位譜帶位置的物理量，相比于傳統(tǒng)的峰值波長定位法，譜帶重心法在精度上至少要提高一個數(shù)量級。本文研究了四種寬帶

3、發(fā)光熒光材料的上述傳感特征。實驗過程均采用405nm激光進(jìn)行激發(fā)，搭建反射式測量光路，使用分辨率為0.5nm的光譜儀記錄不同溫度下的穩(wěn)態(tài)光譜，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理最終給出了每種傳感特征（Y）隨溫度（X）變化的傳感方程，并對其傳感性能做了簡要分析。具體結(jié)果如下：（1）黃色熒光粉YAG:Ce3：主要特征為：帶寬變窄，譜帶紅移。傳感方程有：Y=175830.98X（譜帶重心），Y=320.04X（I(564nm)I(684nm)雙波長強(qiáng)度比），Y=1

4、.20.003X（積分強(qiáng)度比）。此外本文還對該材料譜帶重心和雙波長強(qiáng)度比的遲滯特性和重復(fù)性作了簡單介紹。（2）綠色熒光粉(BaSr)2SiO4:Eu2：主要特征為：帶寬展寬，譜帶紅移。傳感方程有：Y=190050.15X（譜帶重心），Y=720.32X（I(525nm)I(465nm)雙波長強(qiáng)度比），Y=1.00.0003X（積分強(qiáng)度比）。（3）紅色熒光粉SrSiAlN3:Eu2：主要特征為：帶寬展寬，譜帶藍(lán)移。傳感方程有：Y=1674

5、11.35X（譜帶重心），Y=2.50.004X（I(594nm)I(634nm)雙波長強(qiáng)度比），Y=0.80.003X（積分強(qiáng)度比）。（4）藍(lán)色熒光粉Sr4Al14O25:Eu2Dy3：主要特征為：帶寬展寬，譜帶紅移。傳感方程有：Y=200131.15X（譜帶重心），Y=250.07X（I(495nm)I(575nm)雙波長強(qiáng)度比），Y=1.30.003X（積分強(qiáng)度比）。最后，本文提出了單光譜分布式熒光測溫以及單光譜差分式熒光溫度開關(guān)