漸逝場(chǎng)型光纖氫氣傳感器研究與實(shí)驗(yàn).pdf

1、漸逝場(chǎng)型光纖氫氣傳感器的研究是一個(gè)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(zhǎng)工藝、光在光波導(dǎo)的傳輸模式分析、光纖中漸逝場(chǎng)的能量分析、光學(xué)表面等離子共振技術(shù)、氫氣傳感器的檢測(cè)技術(shù)等。漸逝場(chǎng)型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(qiáng)，可以進(jìn)行復(fù)用的新穎的光學(xué)氫氣傳感器。
　　本論文主要圍繞實(shí)現(xiàn)漸逝場(chǎng)型光纖氫氣傳感器，開(kāi)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、穩(wěn)定化光源的研究、拉錐

2、型光纖和腐蝕型光纖的制作、薄膜的生長(zhǎng)、傳感頭的封裝和傳感系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析。
　　研究并提出了一種基于漸逝場(chǎng)原理的光纖氫氣傳感器結(jié)構(gòu)，數(shù)值計(jì)算表明當(dāng)Pd膜的厚度在10nm～30nm的時(shí)候，漸逝場(chǎng)能量損耗為80％左右，傳感器在氫氣濃度在0～4％的范圍內(nèi)都具有比較高的靈敏度；提出了采用拉錐法和腐蝕法兩種增大漸逝場(chǎng)的方式；研究了光在光纖中的傳播特性，漸逝場(chǎng)的能量分布特性；分析了拉錐光纖的幾何傳輸特性；分析了漸逝場(chǎng)特性與 Pd膜光學(xué)常數(shù)

3、之間的研究；設(shè)計(jì)了一種具有參考光比較的差分結(jié)果輸出系統(tǒng)，確保了輸出結(jié)果的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性；實(shí)驗(yàn)了通過(guò)熔融拉錐機(jī)得到拉錐型光纖的基本方法和參數(shù)；制定了單根光纖的腐蝕以及封裝工藝；研究了磁控濺射鍍膜的原理和工藝流程；在獨(dú)立設(shè)計(jì)的氫氣定標(biāo)環(huán)境中對(duì)傳感器的參數(shù)進(jìn)行了研究和分析。
　　本文還設(shè)計(jì)了一套光纖腐蝕用夾具、光纖封裝加熱夾具和一套光纖濺射鍍膜實(shí)驗(yàn)夾具；設(shè)計(jì)并制作了一套具有防潮、抗震和抗腐蝕功效的光纖傳感頭封裝裝置；設(shè)計(jì)了一套由激光器、