一种基于石墨烯基复合结构光纤传感器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于石墨烯基复合结构光纤传感器及其制备方法，传感器包括采用熔融拉锥法加工而成的传感器本体结构，传感器本体结构的腰区在微纳尺度，腰区设置于石墨烯薄膜的表面，腰区裸露的表面及石墨烯薄膜的表面溅射有气敏特性的金属氧化物薄膜，腰区和石墨烯薄膜通过金属氧化物薄膜连接为一体结构，将光纤形成的一维柱状结构的传感区延展耦合成为二维结构的传感区，拓展了倏逝场的作用范围，并结合石墨烯优异的力学特性及吸附特性，在确保传感器灵敏度的前提下，有效的牢固了传感区锥区结构，完整地保护光纤腰区不受损坏，增强传感器实用性。本发明专利技术能够进一步提升光纤传感器的检测灵敏度以及响应速率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于石墨烯基复合结构光纤传感器及其制备方法
本专利技术属于光纤传感器
，具体涉及一种基于石墨烯基复合结构光纤传感器及其制备方法。
技术介绍
石墨烯作为一种新型二维碳纳米材料，其优异的物理和化学特性，高度有序结构以及较强的机械稳定性，引起了相关领域科研工作者的研究兴趣。由于其比表面积大，稳定性高，是目前所报道的一种非常理想的气体吸附材料。当石墨烯将某种分子或原子吸附在表面时，吸附对象与石墨烯的电荷将产生互相转移的现象，导致载流子电子或空穴密度发生改变，石墨烯的电导率也将随之变化，与此同时，由于石墨烯具有很大的比表面积，所以在吸附分子或原子时会具有较高的灵敏度。然而大量研究表明，碳原子本身的化学惰性，致使本征石墨烯对分子或原子的吸附能力有限。就光纤传感技术而言，随着现代科学技术的不断进步和光纤制作工艺的不断提高和改进，各种特殊结构和功能的光纤得到了快速发展。光纤气体传感器由于其具有响应快、精度高、选择性好、耐腐蚀和易组网等多种优势，近年来在有毒有害气体检测领域得到广泛应用。基于光纤传感器在恶劣条件下可实现无光源探测，井下气体探测的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于石墨烯基复合结构光纤传感器，其特征在于，包括采用熔融拉锥法加工而成的传感器本体结构(1)，传感器本体结构(1)的腰区(1-1)在微纳尺度，腰区(1-1)设置于石墨烯薄膜(2)的表面，腰区(1-1)裸露的表面及石墨烯薄膜(2)的表面溅射有金属氧化物薄膜(3)，腰区(1-1)和石墨烯薄膜(2)通过金属氧化物薄膜(3)连接为一体结构，金属氧化物薄膜(3)为气敏材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯基复合结构光纤传感器，其特征在于，包括采用熔融拉锥法加工而成的传感器本体结构(1)，传感器本体结构(1)的腰区(1-1)在微纳尺度，腰区(1-1)设置于石墨烯薄膜(2)的表面，腰区(1-1)裸露的表面及石墨烯薄膜(2)的表面溅射有金属氧化物薄膜(3)，腰区(1-1)和石墨烯薄膜(2)通过金属氧化物薄膜(3)连接为一体结构，金属氧化物薄膜(3)为气敏材料。


2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯基复合结构光纤传感器，其特征在于，石墨烯薄膜(2)厚度为1.5-4μm；金属氧化物薄膜(3)的厚度为5-20nm。


3.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯基复合结构光纤传感器，其特征在于，所述金属氧化物薄膜(3)为WO3纳米薄膜、SnO2纳米薄膜、ZnO纳米薄膜或TiO2纳米薄膜。


4.一种基于石墨烯基复合结构光纤传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，制备石墨烯基底；
S2，采用熔融拉锥法加工得到传感器本体结构(1)，传感器本体结构(1)的腰区(1-1)在微纳尺度；
S3，将传感器本体结构(1)的腰区(1-1)置于石墨烯基底表面；利...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海霞，徐超，丁继军，傅海威，靳岩鑫，李辉栋，刘颖刚，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61