光纤复合模式高灵敏度丙酮传感器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了光纤复合模式高灵敏度丙酮传感器及其制备方法，所述传感器由光纤、位于光纤上方的氧化铝薄膜以及填充在氧化铝薄膜中的镍纳米线组成，所述的氧化铝薄膜在光纤表面形成周期性图案的纳米线阵列；其中，所述的氧化铝薄膜是由镀覆在光纤表面的铝膜通过阳极氧化所制备得到；所述的镍纳米线是通过电沉积法在氧化铝薄膜形成的孔洞中沉积镍所得到；所述周期性图案的纳米线阵列是采用转移薄膜法制备PS微球膜，作为氧化铝薄膜表面的刻蚀掩膜，再利用离子刻蚀法去除未被PS微球覆盖的氧化铝薄膜和镍纳米线，随后将PS微球膜去除所得到的结构。本发明专利技术可对低浓度丙酮产生显著反应，且装置廉价、便携、可靠，可实现快速、安全的丙酮检测。

Fiber optic composite mode high sensitivity acetone sensor and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
光纤复合模式高灵敏度丙酮传感器及其制备方法
本专利技术涉及光化学传感器
，具体涉及一种光纤复合模式高灵敏度丙酮传感器及其制备方法。
技术介绍
F-P光纤传感器种类繁多，类型多样，其中不乏精度高，灵敏度好的传感器。F-P光纤传感器主要是利用传感器中的空气或介质腔变化。当外界参数对其腔长或折射率产生影响时，光源在腔中产生的干涉光谱的光性能（波长，强度，相位等）会相应产生变化，从而达到监测外界参数的目的。由于阳极氧化铝薄膜具有高度有序和可调控的孔隙结构，不仅能大大提高传感器的监测能力，也能提高传感器的稳定性和寿命。此外，随着纳米技术的不断发展，越来越多性能优越的纳米材料得以开发。尽管纳米材料种类繁多，性能优异，但却很少有纳米材料得以实际应用。而阳极氧化铝薄膜，具有承载纳米材料的孔径，从而使得制备的纳米结构得以应用。更重要是，能将纳米结构用于光纤传感方面，这极大提高光学传感应用。尽管目前关于阳极氧化铝的电化学传感器的研究很多，但关于阳极氧化铝的光纤传感器的研究却极少。因此，将阳极氧化铝应用于光纤传感器，既能发挥阳极氧化铝的优点，也能发挥光纤传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.光纤复合模式高灵敏度丙酮传感器，其特征在于：所述传感器由光纤(1)、位于光纤(1)上方的氧化铝薄膜(3)以及填充在氧化铝薄膜(3)中的镍纳米线(4)组成，所述的氧化铝薄膜(3)在光纤(1)表面形成周期性图案的纳米线阵列；其中，所述的氧化铝薄膜(3)是由镀覆在光纤(1)表面的铝膜(2)通过阳极氧化所制备得到；所述的镍纳米线(4)是通过电沉积法在氧化铝薄膜(3)形成的孔洞中沉积镍所得到；所述周期性图案的纳米线阵列是通过制备PS微球(5)膜，作为氧化铝薄膜表面的刻蚀掩膜，再利用离子刻蚀法去除未被PS微球(5)覆盖的氧化铝薄膜和镍纳米线，随后将PS微球(5)膜去除所得到的结构。/n

【技术特征摘要】
1.光纤复合模式高灵敏度丙酮传感器，其特征在于：所述传感器由光纤(1)、位于光纤(1)上方的氧化铝薄膜(3)以及填充在氧化铝薄膜(3)中的镍纳米线(4)组成，所述的氧化铝薄膜(3)在光纤(1)表面形成周期性图案的纳米线阵列；其中，所述的氧化铝薄膜(3)是由镀覆在光纤(1)表面的铝膜(2)通过阳极氧化所制备得到；所述的镍纳米线(4)是通过电沉积法在氧化铝薄膜(3)形成的孔洞中沉积镍所得到；所述周期性图案的纳米线阵列是通过制备PS微球(5)膜，作为氧化铝薄膜表面的刻蚀掩膜，再利用离子刻蚀法去除未被PS微球(5)覆盖的氧化铝薄膜和镍纳米线，随后将PS微球(5)膜去除所得到的结构。


2.根据权利要求1所述的光纤复合模式高灵敏度丙酮传感器，其特征在于：在所述氧化铝薄膜(3)的孔洞中沉积孔洞高度一半的镍，形成所述镍纳米线(4)，孔洞内剩余空气构成法布里-珀罗腔。


3.根据权利要求2所述的光纤复合模式高灵敏度丙酮传感器，其特征在于：所述氧化铝薄膜(3)的孔洞的孔径为100~120nm，孔洞之间的间距为35~35nm，高度为180~220nm。


4.根据权利要求1所述的光纤复合模式高灵敏度丙酮传感器，其特征在于：所述PS微球(5)的直径为550~650nm。


5.根据权利要求1所述的光纤复合模式高灵敏度丙酮传感器，其特征在于：铝膜(2)通过磁控溅射法在切割平整或拉锥的半球形的光纤(1)端面上进行镀覆。


6.根据权利要求1所述的光纤复合模式高灵敏度丙酮传感器，其特征在于：利用PS微球(5)层作为掩膜形成的图案，其微球间距、阵列周期以及阵列图案形状均可调节。

【专利技术属性】
技术研发人员：倪海彬，平安，曹瑷琛，周盈，葛璐，成建新，张璐，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32