强激光与粒子束
2021, 33(3): 039002
西安石油大学 理学院 光电油气测井与检测教育部重点实验室, 西安 710065
利用光纤火焰熔融拉锥法, 制作了一种高灵敏微光纤氨气(NH3)传感器.该传感器将一段长度为10 mm的保偏光纤接入普通单模光纤中, 通过光纤火焰熔融拉锥机将保偏光纤熔融拉伸至直径为8.33 μm制作而成.该结构基于马赫-曾德干涉仪的原理, 利用保偏光纤纤芯模与包层模相互作用实现模间干涉.外界环境中NH3浓度变化时, 细锥区倏逝场发生变化, 通过检测透射谱中波长的漂移, 实现传感器对环境中NH3浓度的测量.实验结果表明, 当NH3 浓度由8 ppm~56 ppm变化时, 透射谱向长波方向移动约5 nm, 且NH3浓度与波长漂移成二次拟合.在NH3浓度为32 ppm~56 ppm变化时, 可将NH3浓度与波长漂移近似看成线性关系, 此时传感器的灵敏度为176.08 pm/ppm.该传感器具有体积小, 制作简单, 灵敏度高等优点, 可用于不同领域的NH3传感测量.
微型光纤 马赫曾德干涉仪 氨气传感器 熔融拉锥 倏逝场 Microfiber Mach - Zehnder interferometer Ammonia sensor Fused taper Evanescent field
暨南大学光子技术研究院, 广东 广州 510632
将单锥微纳光纤模式干涉仪和石墨烯相结合,实现了一种高灵敏度的光纤式氨气传感器,其利用 石墨烯的特异性吸附效应及微纳光纤结构的高灵敏度传感特性,通过检测干涉光谱的漂移量实现了对氨气 浓度微弱变化的检测。对不同组传感器进行了对比分析,结果表明当光纤直径为3.4 μm时最大检测灵敏度为10.8 pm/ppm, 与文献中采用其它光纤结构所报道的结果相比几乎提高了一倍。该传感器具有结构简单、易于实现 及灵敏度高等优点,在危害气体浓度报警和人体健康检测等领域有潜在的应用前景。
纤维与波导光学 氨气传感器 模式干涉仪 石墨烯 fiber and waveguide optics ammonia sensor modal interferometer graphene