棒状ZnO/石墨烯单球微纳结构紫外传感器及制作方法技术

技术编号:24084394 阅读:89 留言:0更新日期:2020-05-09 05:29
本发明专利技术公开了一种棒状ZnO/石墨烯单球微纳结构紫外传感器及制作方法,属于光纤传感领域。紫外传感器包括ASE光源、光纤环形器、紫外传感头、光谱仪。信号光由ASE光源经光纤环形器传输至紫外传感头,在紫外传感头中,信号光经金属铝膜反射,二次经过单模‑拉锥多模‑单模光纤结构,且借助单球微纳结构形成强干涉,并以基模形式向外传输,最后信号光由紫外传感头经光纤环形器传送至光谱仪。传感器借助制备的棒状ZnO/石墨烯紫外敏感材料和强干涉光纤结构,使传感器干涉谱因紫外变化而产生较大漂移。通过漂移量可测量对应紫外变化。本发明专利技术将敏感材料和特殊的干涉型光纤结构结合,使光纤紫外传感器成功实现高灵敏度、强稳定性、低成本的优越性能。

Rod ZnO / graphene single sphere micro nano structure UV sensor and its fabrication method

【技术实现步骤摘要】
棒状ZnO/石墨烯单球微纳结构紫外传感器及制作方法
本专利技术属于光纤传感器
,具体涉及一种棒状ZnO/石墨烯单球微纳结构紫外传感器及制作方法。技术背景紫外检测已遍布于人们生活的各个角落,光纤紫外传感器作为紫外传感器种类中的后起之秀,凭借着体积小、耐腐蚀、耐高温、抗电磁干扰能力强的诸多优势,被广泛应用。然而,随着生产、生活的发展和进步,人们对传感器的灵敏性能要求越来越高。在光纤结构上的改良可以很好的提升传感器灵敏性能。近些年,将敏感材料作为传感介质,并同光纤结构相结合而成的光纤传感器,在灵敏性、稳定性等方面均取得良好进展。此类光纤传感器凭借诸多优点受到越来越多的青睐,在紫外传感方面也是如此。因此,结合特殊的、拥有较强干涉效果的光纤结构,选择性能更好的敏感材料,以实现光纤紫外传感器紫外光敏性能的提升,更好的解决不同恶劣环境下紫外检测问题具有重要意义。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷以及改进需要,本专利技术提供了一种棒状ZnO/石墨烯单球微纳结构紫外传感器及制作方法,其目的在于结合敏感材料制备方法,将新型的复本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.棒状ZnO/石墨烯单球微纳结构紫外传感器,其特征在于,它包括ASE光源(1)、光纤环形器(2)、紫外传感头(3)、光谱仪(4);/n所述的紫外传感头(3)内包含有一号单模光纤(3-1)、多模单球微纳光纤(3-2)、棒状ZnO/石墨烯敏感材料(3-3)、二号单模光纤(3-4)、金属铝膜(3-5);/n所述的紫外传感头(3)以多模单球微纳光纤(3-2)为主要紫外光敏区,多模单球微纳光纤(3-2)包覆紫外光敏性能较好的棒状ZnO/石墨烯敏感材料(3-3),并与一号单模光纤(3-1)和二号单模光纤(3-4)以光纤熔融连接的方式连接;/n所述的紫外传感头(3)中,二号单模光纤(3-4)一端与多模单球...

【技术特征摘要】
1.棒状ZnO/石墨烯单球微纳结构紫外传感器,其特征在于,它包括ASE光源(1)、光纤环形器(2)、紫外传感头(3)、光谱仪(4);
所述的紫外传感头(3)内包含有一号单模光纤(3-1)、多模单球微纳光纤(3-2)、棒状ZnO/石墨烯敏感材料(3-3)、二号单模光纤(3-4)、金属铝膜(3-5);
所述的紫外传感头(3)以多模单球微纳光纤(3-2)为主要紫外光敏区,多模单球微纳光纤(3-2)包覆紫外光敏性能较好的棒状ZnO/石墨烯敏感材料(3-3),并与一号单模光纤(3-1)和二号单模光纤(3-4)以光纤熔融连接的方式连接;
所述的紫外传感头(3)中,二号单模光纤(3-4)一端与多模单球微纳光纤(3-2)熔融连接,另一端包覆金属铝膜(3-5);
所述的ASE光源(1)通过单模光纤与光纤环形器(2)连接,光纤环形器(2)通过单模光纤与紫外传感头(3)相连,光纤环形器(2)通过单模光纤与光谱仪(4)连接,且单模光纤与各器件之间采用光纤熔融连接的方式连接。


2.根据权利要求1所述的棒状ZnO/石墨烯单球微纳结构紫外传感器,其特征在于,所述的ASE光源(1)的输出中心波长为1550nm,频带宽度为60nm。


3.根据权利要求1所述的棒状ZnO/石墨烯单球微纳结构紫外传感器,其特征在于,所述的紫外传感头(3)中棒状ZnO/石墨烯敏感材料(3-3)为紫外复合敏感材料。


4.根据权利要求1所述的棒状ZnO/石墨烯单球微纳结构紫外传感器,其特征在于,所述的紫外传感头(3)中多模单球微纳光纤(3-2)与棒状ZnO/石墨烯敏感材料(3-3)结合采用的方法为滴涂法。


5.根据权利要求1所述的棒状ZnO/石墨烯单球微纳结构紫外传感器的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:多模单球微纳光纤(3-2)的制备,取长度为8cm、纤芯直径为62.5μm的多模光纤经氢氧焰熔融拉锥处理,制得多模单球微纳光纤(3-2);
S2:棒状ZnO/石墨烯敏感材料(3-3)的制备,将6.0mg石墨烯粉末置于20mL去离子水中超声分散1.5h,将分散后的石墨烯溶液与0.7g硝酸锌、60mL去离子水混合,在28℃下搅拌,并向混合液滴入浓度为...

【专利技术属性】
技术研发人员:沈涛代小爽冯月
申请(专利权)人:哈尔滨理工大学
类型:发明
国别省市:黑龙;23

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