【技术实现步骤摘要】
基于近红外波段双峰PCF湿度与磁场双参量传感系统
[0001]本专利技术属于光纤传感
，具体涉及基于近红外波段双峰PCF湿度与磁场双参量传感系统。
技术介绍
[0002]表面等离子体共振(SPR)存在于金属和介质(或空气)之间，利用全反射倏逝波激发表面等离子体极化激元(SPP)。SPR传感技术因其灵敏度高、无背景干扰、样品无标签、无需进一步纯化、实时快速检测等特点，已经成为监测分析物的折射率、过滤特定频率的光和检测纳米生物膜的形成的多功能工具。近年来，基于光子晶体光纤(PCF)的SPR传感器的概念已被提出。光子晶体光纤的特点是其设计的灵活性，因此可以通过不同的气孔布置来定制色散、双折射、非线性等。这些方面使得光子晶体光纤在许多领域特别引人注目，并在基于气体的非线性光学、原子和粒子制导、超高非线性、掺稀土激光和传感等领域有广泛的应用。PCF
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SPR传感器可以实现等离子体模式和基模模式的完美匹配，因为基模的有效折射率可以设计为零到核心材料的折射率之间，在折射率检测方面具有很高的灵敏度和分辨率。克服了基于...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于近红外波段双峰PCF湿度与磁场双参量传感系统，其特征在于：由宽带光源(1)、单模光纤(2)、传感单元(3)、光谱分析仪(4)、光电转化器(5)、数字信号处理模块(6)和计算机(7)组成；所述传感单元(3)为光子晶体光纤(3
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1)；由包层(3
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2)、21个位于包层内的空气孔(3
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4)、1个分析液空气孔(3
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3)、氧化铟锡膜(3
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5)和分析液(3
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6)构成；其特征在于：空气孔(3
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4)关于光纤y轴对称排列；分析液空气孔(3
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3)位于空气孔(3
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4)中间；氧化铟锡膜(3
‑
5)在包层(3
‑
2)与分析液(3
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6)交界处；所述的传感单元(3)，其特征在于：包层(3
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2)内空气孔间距Λ为1.85μm，包层(3
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2)直径为14.55μm，分析液空气孔(3
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3)直径为1.0μm，空气孔(3
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4)直径为1.5μm；氧化铟锡膜(3
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5)厚度为45nm；包层材料为二氧化硅，其折射率由Sellmeier公式定义；所述的氧化铟锡膜(3
‑
5)利用射频磁控溅射方法涂覆；采用溶胶凝胶技术制备光子晶体光纤(3
‑
1)，光子晶体光纤(3
‑
1)长度为18mm，具体制备方法为：首先制造出一系列金属棒的模型，接着向模型中填充pH较高的硅胶颗粒，颗粒的尺寸要控制在纳米量级，pH降低的过程就是溶胶到凝胶的过程，凝胶完成后，去除金属棒，在凝胶体内形成圆柱形的空气孔，最后采用热化学方法来处理凝胶体以达到消除水蒸气、有机物和金属的污染；所述分析液空气孔(3
‑
3)填充水基四氧化三铁磁流体(MFs)，其制备方法采用氧化沉淀法，首先将聚乙二醇溶于蒸馏水中，静置3分钟后，将其移入装有搅拌器、冷凝管、和氮气入口的四颈瓶中，然后按顺序加入浓度为0.175mol/L的氯化亚铁溶液35ml、浓度为0.0075％的过氧化氢水溶液15ml，控制搅拌速度在55r/min，随后滴加浓度为3.05mol/L的氢氧化钠水溶液将混合液的pH调整为13，同时在氮气的保护下，在50℃的条件下反应5h，最终得到水基四氧化三铁磁流体(MFs)，其折射率由Langevi公式定义；式中n
m
是水基四氧化三铁磁流体(MFs)能达到的最大折射率值，n
i
是外磁场的原始折射率，H
c,n
是临界磁场强度，α
MF
是设定参数，n
MF
表示水基四氧化三铁磁流体(MFs)的折射率随外界磁场强度的变化而变化的值，H表示外界磁场，T为300℃；磁场的变化会改变水基四氧化三铁磁流体(MFs)的折射率，而分析液(3
‑
6)选择性填充聚乙烯醇(PVA)，其制备方法如下：选取0.08g固体氢氧化钠加入5ml甲醇使之完全溶解，配成溶液；取3g聚乙烯醇树脂放入盛有冷凝管、搅拌器的三口烧瓶中，加入30ml甲醇，搅拌，加热，控制温度在40℃，加入之前配好的氢氧化钠溶液，滴加完毕，加速搅拌，当体系出现冻胶的时候，加速搅...
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