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细直径极大倾角光纤光栅pH值传感器
  • ISSN号:1001-5868
  • 期刊名称:《半导体光电》
  • 时间:0
  • 分类:TN253[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]重庆理工大学光纤传感与光电检测重庆市重点实验室,重庆400054, [2]重庆理工大学重庆市现代光电检测技术与仪器重点实验室,重庆400054
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51276209,61505017); 重庆市科委基础与前沿研究项目(cstc2014jcyjA0081); 重庆市教委科学技术研究项目(KJ1400942); 重庆理工大学研究生创新基金项目(YCX2015221)
中文摘要:

为提高现有光纤pH值传感器的检测灵敏度和检测范围,降低弯曲以及温度交叉敏感的影响,提出以pH值敏感型智能水凝胶为敏感膜的细直径极大倾角光纤光栅(Thin Excessively Tilted Fiber Grating,Thin-Ex-TFG)pH值传感器。理论上分析了影响传感器灵敏度的因素,研究了提高传感器灵敏度的方案。然后,制作出不同封装厚度的Thin-Ex-TFG pH值传感器,进行实验研究。实验结果表明:Thin-Ex-TFG pH值传感器相比基于光纤Bragg光栅和长周期光纤光栅的pH值传感器,检测灵敏度(最大可达-0.704nm/pH)和响应范围(pH值2~7)均有提高;与标准直径极大倾角光纤光栅相比,其检测灵敏度也有所提升。此外,增加水凝胶涂覆厚度或减少光纤光栅包层直径均能有效地提高pH值检测的灵敏度,实验结果与理论分析吻合。

英文摘要:

To improve the sensitivity and detection range of the current fiber optic pH sensors and reduce the effects of the cross-interaction of bending and temperature,the thin excessively tilted fiber grating(Thin-Ex-TFG)pH sensor coated with pH sensitive smart hydrogels for the sensitive membrane was put forward in this paper.We analyzed the factors that influenced the sensitivity in theory,and the scheme of improving the sensor's sensitivity was investigated.Finally,the Thin-Ex-TFG pH sensors coated with different thickness of hydrogels were fabricated and the corresponding experiments were carried out.The results showed that both of the sensitivity(up to-0.704nm/pH)and response range(pH 2~7)of Thin-Ex-TFG pH sensor were increased,as compared with optical fiber Bragg grating pH sensor and long period fiber grating pH sensor;while compared with the standard diameter excessively tilted fiber grating with standard diameter,the sensitivity was also improved.The study revealed that appropriately increasing the coating thickness of smart hydrogels or reducing fiber grating cladding diameter can effectively increase the pH detection sensitivity,the experiment results agreed well with the theoretical analysis.

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期刊信息
  • 《半导体光电》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:信息产业部
  • 主办单位:中国电子科技集团公司第四十四研究所(重庆光电技术研究所)
  • 主编:江永清
  • 地址:重庆市南岸区南坪花园路14号
  • 邮编:400060
  • 邮箱:soe@163.net
  • 电话:023-65860286
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-5868
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1092/TN
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 重庆市首届十佳期刊称号,1999年,信息产业部1999-2000年度优秀电子期刊称号
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:5924