漸逝場型光纖氫氣傳感器研究與實驗.pdf

1、漸逝場型光纖氫氣傳感器的研究是一個多學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工藝、光在光波導的傳輸模式分析、光纖中漸逝場的能量分析、光學表面等離子共振技術(shù)、氫氣傳感器的檢測技術(shù)等。漸逝場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，可以進行復用的新穎的光學氫氣傳感器。
　　本論文主要圍繞實現(xiàn)漸逝場型光纖氫氣傳感器，開展了以下一些相關(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、傳感頭的封裝和傳感系統(tǒng)的實驗及結(jié)果分析。
　　研究并提出了一種基于漸逝場原理的光纖氫氣傳感器結(jié)構(gòu)，數(shù)值計算表明當Pd膜的厚度在10nm～30nm的時候，漸逝場能量損耗為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的方式；研究了光在光纖中的傳播特性，漸逝場的能量分布特性；分析了拉錐光纖的幾何傳輸特性；分析了漸逝場特性與 Pd膜光學常數(shù)

3、之間的研究；設計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)定性和準確性；實驗了通過熔融拉錐機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；在獨立設計的氫氣定標環(huán)境中對傳感器的參數(shù)進行了研究和分析。
　　本文還設計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驗夾具；設計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；設計了一套由激光器、