金屬-微納光纖電流傳感器研究.pdf

1、暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文題名（中英對(duì)照）：金屬金屬微納光纖電流傳感器微納光纖電流傳感器研究研究Researchonmetalmicrofibercurrentsenss作者姓名：謝曉東謝曉東指導(dǎo)教師姓名及學(xué)位、職稱：李杰李杰博士博士副教授教授學(xué)科、專業(yè)名稱：光學(xué)工程光學(xué)工程論文提交日期：2014年5月論文答辯日期：2014年5月答辯委員會(huì)主席：論文評(píng)閱人：學(xué)位授予單位和日期:暨南大學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要隨著光學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，光纖傳感器正朝著

2、高靈敏度、低成本、高集成度和快速度響應(yīng)的方向迅速發(fā)展。微納光纖傳感器的出現(xiàn)，以其倏逝場(chǎng)強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作方便、抗電磁干擾和易于與通信系統(tǒng)相結(jié)合等優(yōu)點(diǎn)，在生物醫(yī)藥、化學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛潛在的應(yīng)用價(jià)值。本文結(jié)合微納光纖傳感器的發(fā)展趨勢(shì)，總結(jié)了近幾年里微納光纖電流傳感器的研究動(dòng)態(tài)，分別提出了基于微納光纖線圈的電流傳感器、基于酒精封裝的微納光纖錐MZI干涉儀的電流傳感器、基于微納光纖光柵和鉻鎳金屬絲的電流傳感器件并進(jìn)行了研究，與傳統(tǒng)光纖傳感器相比

3、具有很高的電流靈敏度，其研究結(jié)果對(duì)將來的應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)意義。本文首先分析了微納光纖的特點(diǎn)和倏逝場(chǎng)原理，以及微納光纖光柵的耦合模理論，并進(jìn)一步介紹了微納光纖和微納光纖光柵的制作方法。在此研究基礎(chǔ)上，我們分析了微納光纖線圈的諧振原理和微納光纖錐的光模式干涉原理，并將金屬和微納光纖結(jié)構(gòu)相結(jié)合，提出了具有不同光學(xué)結(jié)構(gòu)的微納光纖電流傳感器。對(duì)于基于微納光纖線圈的電流傳感器，我們通過把微納光纖繞著在直徑為0.05mm的鉻鎳金屬絲上，制作密集微納

4、光纖線圈，構(gòu)成了一種材料復(fù)合型的傳感器結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)觀察到了電流傳感器的最大電流敏感度為220.65nmA2，比以往的金屬微納光纖諧振型傳感器提高了三個(gè)數(shù)量級(jí)以上，并利用控制變量法，變換作為支撐棒的鉻鎳金屬絲的直徑，分析了不同直徑的鉻鎳金屬絲和微納光纖對(duì)傳感性能的影響，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電流傳感器的優(yōu)化。對(duì)于基于酒精封裝微納光纖MZI干涉儀的電流傳感器，我們首先利用高摻鍺光纖拉制的微納光纖錐，在單一微納光纖錐中的實(shí)現(xiàn)了光模式干涉，我們將模式干涉儀放置