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光子晶体光纤气体传感器

光纤传感器因其具有体积小、抗电磁干扰、灵敏度高、可以形成分布式测量等优势,成  (本文共2页) 阅读全文>>

天津大学
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新型光子晶体光纤气体传感器研究

对甲烷、氨气、乙炔各种等污染气体的检测在工业生产、环境检测等方面有重要意义。光纤光学气体传感技术在这方面有独特优势,例如抗电磁干扰能力强,体积小,易实现分布式传感等。本论文紧紧围绕光子晶体光纤气体传感这一主题,主要研究工作和创新点包括以下几个方面:1)利用全矢量有限元方法计算了空气包层全反射型多孔聚合物THz光纤的单模传输条件和模场的分布情况。指出对于该种波导,单模条件和很好的模场分布不能同时得到满足。最后利用阶跃光纤单模条件和洛伦兹洛伦茨公式,分析了造成这种困难的原因。2)研究了聚偏氟乙烯(PVDF)这种铁电材料在THz波段的折射率变化情况,以及聚偏氟乙烯(PVDF)镀层的空气包层全反射型THz多孔光纤表面类等离子体共振现象。并由此设计了一种气体折射率传感器,研究发现该传感器对气体折射率的传感灵敏度在传输波长为304μm时最高。假设检测仪器可以响应1%的THz波强度变化,该气体传感器的检测分辨率可达到1.45×10-4RIU。...  (本文共122页) 本文目录 | 阅读全文>>

电子科技大学
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折射率引导型光子晶体光纤气体传感器的优化设计

随着社会经济的快速发展,各大动力工厂及矿业部门肆意排放有毒害气体,对人类生命安全造成严重的威胁。所以及时的对气体排放进行有效监控,对于一个国家的环境、经济、安全都有着极其重要的作用。传统电化学类气体传感器存在灵敏度低、损耗大、安全性低等缺点。相比之下,基于光子晶体光纤的气体传感器具有高灵敏度、低损耗、结构多变、易构成网络等优势。另外,利用多孔结构的光子晶体光纤作为传感器的气室可以方便地为气体检测提供理想场所,这有效的克服了传统光纤传感器灵敏度低、易折损等缺点。这些因素,推动着光子晶体光纤应用的研究,使其逐渐成为了光纤光学领域的重要研究课题。目前已经有了很多类型的光子晶体光纤结构的气体传感器,但是其传感性能还有较大的提升空间。为了进一步提高光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber,简称PCF)气体传感器的传感性能,本文设计了一款基于六边形孔PCF结构的气体传感器,对该结构的传感性能做了详细研究,并与基于圆孔结构的...  (本文共67页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
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基于光子晶体光纤的气体传感器及其组网技术研究

在环境保护和现代化工业生产中,低浓度气体的探测必不可少,而且在现在的工业中急需一种可监测多点气体浓度信息的传感网络。光纤型气体传感设备和方案有着很多优点:抗干扰性强、本质安全、体积小、易于组网、基于光通信技术、可实现智能化检测等,这些显著特点使其成为当今国内外传感领域研究的主要对象。而光学光谱系统因为提供了高敏感度、短的响应时间、特定的分子吸收谱以及对电磁场的干扰抗性较大等原因在气体传感方面的应用也是越来越广泛。基于光子晶体光纤的气体传感器在近年来的研究越来越多,而关于传感网络的组建的研究却比较少见到有报道,本论文以这两点为主题,主要从以下几个方面展开研究工作:1)深入了解了空芯光子晶体光纤在气体传感方面的应用,介绍了一种新型光谱吸收气体传感器,该传感器使用空芯光子晶体光纤做气室,测量了乙炔气体在13吸收带的吸收光谱图,并根据乙炔气体在1531.58nm吸收峰的衰减系数推算得该传感器的检测灵敏度可以达到94ppmv。2)研究了当...  (本文共61页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆理工大学
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基于光子晶体光纤马赫—曾德尔气体传感器的研究

随着社会的发展,科技的进步,工业化、城市化进程不断加快,随之而来的环境污染也愈发严重,同时工业生产中存在大量的有毒有害气体,对人类安全产生极大的危害。因此研发对易燃易爆、有毒有害气体的检测设备显得极为重要。光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber,PCF)在横截面上包含各种排列形式的空气孔,这些空气孔贯穿整个光纤,这种独特的结构产生了一些独特的性能且具有用于传感领域的潜力,将其同敏感物质相结合可以获得一些新的性质,为光纤传感技术的发展提供了新的活力。本文以实心光子晶体光纤为研究对象,通过与单模光纤组合使用构造马赫-曾德尔干涉结构,在光子晶体光纤表面包覆氧化铜/聚苯胺复合材料,制作了一种一氧化碳光纤气体传感器。本文进行了以下几个方面的工作:(1)通过实验探究,优化熔接参数,利用单模光纤与光子晶体光纤成功制备了马赫-曾德尔干涉结构。(2)根据马赫-曾德尔干涉的原理,研究了传感器的工作原理,通过实验确定了该结构中PC...  (本文共62页) 本文目录 | 阅读全文>>

《济南大学学报(自然科学版)》2020年06期
济南大学学报(自然科学版)

基于表面等离子体共振的光子晶体光纤甲烷气体传感器

将表面等离子体技术与光纤传感技术相结合,提出并仿真验证一种具有高灵敏度的D型基于表面等离子体共振的光子晶体光纤甲烷气体传感器;在光纤的抛磨表面外侧沉积金属纳米条,甲烷敏感材料涂覆于光纤抛磨表...  (本文共5页) 阅读全文>>