基于纳米铜/石墨烯包覆光子晶体光纤的硫化氢气体传感性能研究

论文摘要

提出一种基于纳米铜/石墨烯包覆光子晶体光纤的硫化氢传感方法.将两根单模光纤分别与实心光子晶体光纤进行粗锥熔接,形成马赫-曾德干涉结构.先在光子晶体光纤表面包覆石墨烯薄膜,再在石墨烯薄膜的表面沉积纳米铜形成复合敏感薄.当复合敏感薄膜吸附硫化氢气体时,其自身折射率发生改变,导致光子晶体光纤中纤芯与包层的光程差发生变化,干涉波谷发生偏移.建立气体浓度与波长偏移关系,实现硫化氢的低浓度检测.研究表明:该传感器的灵敏度为8.5pm/ppm,检测限为3.85ppm,在硫化氢浓度为0～80ppm范围内呈现良好的线性和选择性,其输出光谱呈现蓝移,响应时间和恢复时间分别约为92s和119s.该传感器成本低、结构简单、制作容易,有望应用于硫化氢气体的探测.

论文目录

• 0 引言
• 1 基本原理
• 2 实验过程与分析
•   2.1 光纤的粗锥熔接
•   2.2 基于Cu沉积石墨烯薄膜的制备
• 3 结果与讨论
•   3.1 形貌分析
•   3.2 拉曼光谱分析
•   3.3 气敏传感实验
•   3.4 传感稳定性能
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 黄国家,彭志清,杨晓占,冯文林

关键词: 马赫曾德干涉,石墨烯复合膜,光子晶体光纤,粗锥,硫化氢

来源: 光子学报 2019年03期

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学

单位: 广州特种承压设备检测研究院,重庆理工大学理学院物理与能源系,绿色能源材料技术与系统重庆市重点实验室

基金: 国家自然科学基金(No.51574054),重庆市高校创新团队项目(No.CXTDX201601030),国家质检总局项目(No.2017QK109),广州市科技计划项目(No.201804010395),重庆市科技局项目(Nos.cstc2018jcyjAX0294,cstc2017shmsA20017),重庆市研究生创新项目(No.CYS17280)~~

分类号: TN253

页码: 94-100

总页数: 7

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