基于光子晶體光纖的自補(bǔ)償微型光纖氫氣傳感器及其系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于光子晶體光纖的自補(bǔ)償微型光纖氫氣傳感器，包括單模光纖和光子晶體光纖，光子晶體光纖的一端先自身熔塌形成熔塌光子晶體腔后，再與單模光纖的一端熔接形成空氣腔，熔塌光子晶體腔與空氣腔構(gòu)成非本征Fabry?Pérot干涉雙腔微結(jié)構(gòu)；光子晶體光纖的另一端設(shè)有氫氣敏感膜，單模光纖的另一端用于輸出傳感信號(hào)。本發(fā)明將普通的單模光纖與光子晶體光纖熔接，形成非本征Fabry?Pérot干涉雙腔，再在光子晶體光纖端面制備氫氣敏感膜，并采用干涉圖譜傅里葉變換的解調(diào)和補(bǔ)償方式，計(jì)算傅里葉變換譜中固定峰位峰強(qiáng)度的變化，從而得出氫氣濃度；其中與端面氫氣敏感膜折射率變化無(wú)關(guān)峰，作為環(huán)境因素補(bǔ)償?shù)膮⒖贾?，?shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境影響因素的同光路自補(bǔ)償。
【專利說(shuō)明】
基于光子晶體光纖的自補(bǔ)償微型光纖氫氣傳感器及其系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域，材料科學(xué)以及光電子技術(shù)的交叉領(lǐng)域，涉及到光纖微結(jié)構(gòu)加工和光電檢測(cè)技術(shù)，具體涉及基于光子晶體光纖的自補(bǔ)償微型光纖氫氣傳感器及其系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]氫氣為一種重要的清潔能源以及化工原料，在諸多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。而在目前多種新能源開(kāi)發(fā)中，氫能是其中最具有潛力和前景的能源之一，在以后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里，氫能技術(shù)的持續(xù)發(fā)展可能給未來(lái)能源的結(jié)構(gòu)帶來(lái)重大轉(zhuǎn)變。但由于氫氣分子量小、滲透性強(qiáng)、易燃易爆以及無(wú)色無(wú)味的特性，其易燃范圍為4?74.4%，在空氣中的氫氣濃度超過(guò)4%時(shí)，遇明火即會(huì)爆炸，且很容易泄漏。任何與氫氣制備、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用相關(guān)的設(shè)施都有可能發(fā)生氫氣泄漏，進(jìn)而導(dǎo)致爆炸事故。
[0003]氫氣傳感器的研發(fā)已然成為多年來(lái)研究的熱點(diǎn)。目前技術(shù)相對(duì)成熟，且已經(jīng)商業(yè)化應(yīng)用的氫氣傳感器主要是電化學(xué)類傳感器。這類傳感器采用電信號(hào)作為傳感和解調(diào)信號(hào)，能快速準(zhǔn)確的檢測(cè)出環(huán)境氣氛中的氫氣濃度，具有檢測(cè)閾值低，誤差較小等優(yōu)點(diǎn)，是較為理想的氫氣傳感器;但同時(shí)這類傳感器對(duì)檢測(cè)環(huán)境也具有一定的要求(環(huán)境濕度、干擾氣體、電磁強(qiáng)度等)。最重要的是電化學(xué)傳感器原理上帶電，在工作時(shí)有產(chǎn)生電火花的可能性，因而仍然具有潛在的爆炸危險(xiǎn);另外傳感器對(duì)其他還原性氣體C0、CH4和NH3具有交叉敏感的可能性，因此傳統(tǒng)的電化學(xué)傳感器在安全性和選擇敏感性方面仍然存在一些難以克服的問(wèn)題。
[0004]光纖氫氣傳感器在信號(hào)傳輸過(guò)程中只存在弱光信號(hào)，結(jié)合其自身無(wú)電的傳感特性，使得這類傳感器具有本質(zhì)安全、抗電磁干擾、遠(yuǎn)程控制傳輸及體積小等優(yōu)點(diǎn)；但目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)光纖氫氣傳感器還沒(méi)有能成熟應(yīng)用的產(chǎn)品，關(guān)鍵技術(shù)如氫氣敏感材料性能優(yōu)化、解調(diào)補(bǔ)償方法改善等方面還需要繼續(xù)突破，導(dǎo)致在氫氣濃度檢測(cè)范圍、響應(yīng)速度、靈敏度等方面與電化學(xué)傳感器還存在一定的差距，具有極大的研究?jī)r(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種基于光子晶體光纖的自補(bǔ)償微型光纖氫氣傳感器及其系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)環(huán)境影響因素的同光路自補(bǔ)償。
[0006]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案為一種基于光子晶體光纖的自補(bǔ)償微型光纖氫氣傳感器，其特征在于:它包括單模光纖和光子晶體光纖，所述的光子晶體光纖的一端先自身熔塌形成熔塌光子晶體腔后，再與單模光纖的一端熔接形成空氣腔，熔塌光子晶體腔與空氣腔構(gòu)成非本征Fabry-Pgrot干涉雙腔;光子晶體光纖的另一端設(shè)有氫氣敏感膜，單模光纖的另一端用于輸出傳感信號(hào)。
[0007]按上述方案，自身熔塌的放電電流為30-40A，熔接的放電電流為80A。
[0008]按上述方案，所述的氫氣敏感膜包括厚度為100-200nm的氫氣響應(yīng)層和厚度為5-20nm的氫氣催化層。
[0009]按上述方案，所述的氫氣響應(yīng)層通過(guò)電阻蒸發(fā)的方式蒸鍍?cè)诠庾泳w光纖的另一端，所述的氫氣催化層通濺射在氫氣響應(yīng)層上。
[0010]—種基于光子晶體光纖的自補(bǔ)償微型光纖氫氣傳感器的制備方法，其特征在于:它包括以下步驟:
51、光纖預(yù)準(zhǔn)備:
單模光纖:剝?nèi)文９饫w一端外部的涂覆層，去掉碎肩，將單模光纖的一端切平；光子晶體光纖:準(zhǔn)備一段無(wú)涂覆層的光子晶體光纖，將光子晶體光纖的一端切平，切平后的光子晶體光纖的一端進(jìn)行放電恪塌，形成恪塌光子晶體腔，放電電流為30-40A ；
52、熔接:
利用熔接機(jī)調(diào)整單模光纖的一端和放電熔塌后的光子晶體光纖的一端的間距為5_20μm，進(jìn)行恪接，形成空氣腔，放電電流為80A ；
53、鍍膜:
將光子晶體光纖的另一端切平，保留光子晶體光纖的長(zhǎng)度為100?500 Mi;切平后的光子晶體光纖的另一端放入蒸鍍機(jī)，蒸發(fā)上厚度為100?200 nm的氫氣相應(yīng)層;取出鍍上氫氣響應(yīng)層的光子晶體光纖的另一端，置入鍍膜機(jī)，濺射一層厚度為5?20 nm的氫氣催化層。
[0011]按上述方法，所述的S3中，所述的氫氣響應(yīng)層為WO3膜，蒸鍍機(jī)電流大小為120A。
[0012]按上述方法，所述的S3中，所述的氫氣催化層為Pt膜，鍍膜機(jī)的功率為50W。
[0013]—種利用基于光子晶體光纖的自補(bǔ)償微型光纖氫氣傳感器實(shí)現(xiàn)的光纖氫氣傳感系統(tǒng)，其特征在于:它包括光源、光衰減器、耦合器、光譜儀和上述基于光子晶體光纖的自補(bǔ)償微型光纖氫氣傳感器；光源發(fā)出的光通過(guò)光纖傳輸，經(jīng)光衰減器衰減后，經(jīng)過(guò)親合器一端，再被基于光子晶體光纖的自補(bǔ)償微型光纖氫氣傳感器反射回來(lái)，又經(jīng)過(guò)耦合器另一端，最后進(jìn)入光譜儀得到干涉光譜。
[0014]按上述系統(tǒng)，所述的光衰減器為可調(diào)光衰減器。
[0015]—種利用上述光纖氫氣傳感系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的氫氣濃度測(cè)量方法，其特征在于:對(duì)上述光纖氫氣傳感系統(tǒng)得到的干涉光譜，進(jìn)行傅里葉變換，將傅里葉變換得到的波形圖中最高峰值與最低峰值之間的比值，作為基于光子晶體光纖的自補(bǔ)償微型光纖氫氣傳感器與氫氣濃度有關(guān)的目標(biāo)函數(shù)。
[0016]本發(fā)明的有益效果為:
1、將普通的單模光纖與光子晶體光纖恪接，形成非本征Fabry-p&rot干涉雙腔(空氣腔與熔塌光子晶體腔)微結(jié)構(gòu)，再在切平的光子晶體光纖端面制備氫氣敏感膜，從而構(gòu)成一個(gè)微型光纖氫氣傳感器。該傳感器將雙腔微結(jié)構(gòu)探頭與氫氣敏感膜結(jié)合，并采用干涉圖譜傅里葉變換的解調(diào)和補(bǔ)償方式，計(jì)算傅里葉變換譜中固定峰位峰強(qiáng)度的變化，從而得出氫氣濃度;其中與端面氫氣敏感膜折射率變化無(wú)關(guān)峰，其強(qiáng)度僅與環(huán)境影響有關(guān)，可作為環(huán)境因素補(bǔ)償?shù)膮⒖贾?，?shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境影響因素的同光路自補(bǔ)償；同時(shí)，提出了一種與該傳感器配套的自補(bǔ)償微型光纖氫氣傳感系統(tǒng)。
[0017]2、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，成功的監(jiān)測(cè)了外界環(huán)境的氫氣濃度，具有穩(wěn)定性、重復(fù)性、微型化、低成本和自補(bǔ)償性的特點(diǎn)；本發(fā)明所制作的光纖氫氣傳感器，在外界氫氣濃度增大的情況下，其光程差變短，傳感器響應(yīng)值與氫氣濃度非線性相關(guān)，這說(shuō)明本發(fā)明所制作的氫氣傳感器能夠靈敏地響應(yīng)外界氫氣的變化，且具有重復(fù)性，穩(wěn)定性;通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)光衰減器，模擬環(huán)境影響下光路強(qiáng)度的變化，無(wú)論是在空氣環(huán)境中或是一定的氫氣濃度下，傳感器響應(yīng)值只是略有波動(dòng)，具有一定的穩(wěn)定性;本發(fā)明成功的實(shí)現(xiàn)了一種不受到光源光路干擾的自補(bǔ)償技術(shù)，能夠簡(jiǎn)單，快捷的制備出穩(wěn)定性好，重復(fù)性好的光強(qiáng)型光纖氫氣傳感器。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的光纖氫氣傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的反射光譜及其傅里葉變換譜圖。
[0021 ]圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的氫氣響應(yīng)重復(fù)性以及濃度曲線圖。
[0022]圖5為本發(fā)明一實(shí)施例的自補(bǔ)償原理的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證圖。
[0023]圖中:1_光源，2-光衰減器，3-耦合器，4-基于光子晶體光纖的自補(bǔ)償微型光纖氫氣傳感器，5-光譜儀，4-1-單模光纖，4-2-非本征Fabry-Pgrot干涉雙腔，4-3-光子晶體光纖，4-4-氫氣敏感膜。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合具體實(shí)例和附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0025]本發(fā)明提供一種基于光子晶體光纖的自補(bǔ)償微型光纖氫氣傳感器，如圖2所示，它包括單模光纖4-1和光子晶體光纖4-3，所述的光子晶體光纖4-3的一端先自身熔塌形成熔塌光子晶體腔后，再與單模光纖4-1的一端熔接形成空氣腔，熔塌光子晶體腔與空氣腔構(gòu)成非本征Fabry-Pgrot干涉雙腔4-2;光子晶體光纖4-3的另一端設(shè)有氫氣敏感膜4-4，單模光纖4-1的另一端用于輸出傳感信號(hào)。光子晶體光纖4-3也為單模。
[0026]優(yōu)選的，自身熔塌的放電電流為30-40A，熔接的放電電流為80A。
[0027]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的氫氣敏感膜包括厚度為100_200nm的氫氣響應(yīng)層和厚度為5-20nm的氫氣催化層。
[0028]所述的氫氣響應(yīng)層通過(guò)電阻蒸發(fā)的方式蒸鍍?cè)诠庾泳w光纖的另一端，所述的氫氣催化層通濺射在氫氣響應(yīng)層上。
[0029]上述基于光子晶體光纖的自補(bǔ)償微型光纖氫氣傳感器的制備方法，包括以下步驟:
S1、光纖預(yù)準(zhǔn)備:
單模光纖:剝?nèi)文９饫w一端外部的涂覆層，去掉碎肩，將單模光纖的一端切平。本實(shí)施例中，截取一段普通單模光纖約100 Cm，用光纖剝線鉗剝?nèi)文９饫w一端的涂敷層約1.5cm，酒精擦拭去掉碎肩后，使用光纖切割刀將裸纖端切平，保留約0.5 cm長(zhǎng)。
[0030]光子晶體光纖:準(zhǔn)備一段無(wú)涂覆層的光子晶體光纖，將光子晶體光纖的一端切平，切平后的光子晶體光纖的一端進(jìn)行放電熔塌，形成熔塌光子晶體腔，放電電流為30-40A。本實(shí)施例中，截取一段無(wú)截止單模光子晶體光纖，約10 cm，使用光纖切割刀將裸纖端切平，保留約0.5 cm;切平后的光子晶體光纖，夾持在日本古河S177B熔接機(jī)內(nèi)，手動(dòng)放電將端面放電恪塌，形成空氣腔，放電電流35A。
[0031]S2、熔接: 利用熔接機(jī)調(diào)整單模光纖的一端和放電熔塌后的光子晶體光纖的一端的間距為5-20μm，進(jìn)行熔接，形成空氣腔，放電電流為80Α。本實(shí)施例中，將上述步驟準(zhǔn)備好的光纖和光子晶體光纖，分別夾持在日本古河S177B熔接機(jī)夾具兩端;調(diào)整熔接機(jī)為半自動(dòng)模式，調(diào)整間距為10 μ??;手動(dòng)放電，電流80 Ac
[0032]S3、鍍膜:
將光子晶體光纖的另一端切平，保留光子晶體光纖的長(zhǎng)度為100?500 Mi;切平后的光子晶體光纖的另一端放入蒸鍍機(jī)，蒸發(fā)上厚度為100?200 nm的氫氣相應(yīng)層;取出鍍上氫氣響應(yīng)層的光子晶體光纖的另一端，置入鍍膜機(jī)，濺射一層厚度為5?20 nm的氫氣催化層。優(yōu)選的，所述的氫氣響應(yīng)層為WO3膜，蒸鍍機(jī)電流大小為120A；所述的氫氣催化層為Pt膜，鍍膜機(jī)的功率為50W。
[0033]本實(shí)施例中，將上述熔接的光子晶體光纖的另一端切平，預(yù)留長(zhǎng)度300μπι。將切平后的光子晶體光纖置入真空箱式蒸鍍機(jī)，電阻蒸發(fā)一層WO3薄膜，電流大小120 Α，厚度180nm，作為氫氣響應(yīng)層;取出阻蒸后的光纖，再置入磁控濺射真空鍍膜機(jī)，濺射一層Pt薄膜，功率50 W，厚度10 nm，作為氫氣催化層。
[0034]—種利用上述基于光子晶體光纖的自補(bǔ)償微型光纖氫氣傳感器實(shí)現(xiàn)的光纖氫氣傳感系統(tǒng)，如圖1所示，包括光源1、光衰減器2、耦合器3、光譜儀5和基于光子晶體光纖的自補(bǔ)償微型光纖氫氣傳感器4;光源I發(fā)出的光通過(guò)光纖傳輸，經(jīng)光衰減器2衰減后，經(jīng)過(guò)親合器3—端，再被基于光子晶體光纖的自補(bǔ)償微型光纖氫氣傳感器4反射回來(lái)，又經(jīng)過(guò)耦合器3另一端，最后進(jìn)入光譜儀5得到干涉光譜。
[0035]為了模擬環(huán)境影響下光路強(qiáng)度的變化下，驗(yàn)證傳感器響應(yīng)的穩(wěn)定性，所述的光衰減器優(yōu)選為可調(diào)光衰減器。
[0036]—種利用上述光纖氫氣傳感系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的氫氣濃度測(cè)量方法，對(duì)上述光纖氫氣傳感系統(tǒng)得到的干涉光譜，進(jìn)行傅里葉變換，將傅里葉變換得到的波形圖中最高峰值與最低峰值之間的比值，作為基于光子晶體光纖的自補(bǔ)償微型光纖氫氣傳感器與氫氣濃度有關(guān)的目標(biāo)函數(shù)。
[0037]在本實(shí)施例中，光源I為1310 nm的SLED光源，耦合器3為3dB耦合器。光源I發(fā)出的光通過(guò)光纖傳輸，經(jīng)可調(diào)光衰減器衰減后，經(jīng)過(guò)耦合器3—端，再被基于光子晶體光纖的自補(bǔ)償微型光纖氫氣傳感器4反射回來(lái)，又經(jīng)過(guò)耦合器3另一端，最后進(jìn)入光譜儀5，得到干涉光譜，如圖3所示左邊圖形。通過(guò)對(duì)光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換，得到如圖3所示右邊圖形，存在三個(gè)沖擊即峰值1、峰值2、峰值3。其中，峰值I與氫氣敏感膜折射率無(wú)關(guān)，不包含氫氣濃度信息，作為參考峰來(lái)補(bǔ)償光源及外界環(huán)境變化帶來(lái)的光強(qiáng)變化影響;峰值2、峰值3不僅與光源及外界環(huán)境變化有關(guān)，還隨氫氣敏感膜折射率等幅變化，從而作為傳感峰以探測(cè)外界氫氣引起薄膜折射率變化帶來(lái)的影響。
[0038]具體算法處理時(shí)，利用峰值2、峰值3中強(qiáng)度較強(qiáng)的峰值3與峰值I的比值，作為傳感器與氫氣濃度有關(guān)的目標(biāo)函數(shù)，稱為傳感器響應(yīng)值Sc。
[0039]圖4(a)為，本實(shí)施例中的傳感器，在13.89%體積分?jǐn)?shù)氫氣濃度下傳感器的響應(yīng)值Sc?？梢钥闯觯琒c在相同濃度下具有一定的穩(wěn)定性。經(jīng)28次實(shí)驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果為該氫氣濃度下，Sc為1.692，相對(duì)誤差值約±0.345%;圖4(b)為，本實(shí)施例中的傳感器，在環(huán)境氫氣濃度增大的情況下，其響應(yīng)值Sc變小。Sc與氫氣濃度非線性相關(guān)，具體函數(shù)如圖所示，其中Sc為y值，氫氣體積分?jǐn)?shù)為X值。其擬合曲線相關(guān)性系數(shù)R2為99.02%。這說(shuō)明本發(fā)明所制作的光纖氫氣傳感器能夠靈敏地響應(yīng)外界氫氣的變化。且具有重復(fù)性，穩(wěn)定性。
[0040]圖5為本發(fā)明一實(shí)施例的自補(bǔ)償原理的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證圖，具體為本實(shí)施例中的傳感系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)光衰減器模擬環(huán)境影響下，光路中光強(qiáng)的改變。無(wú)論是在空氣環(huán)境中或是一定的氫氣濃度下，傳感器響應(yīng)值Sc只是略有波動(dòng)，具有一定的穩(wěn)定性。Sc在空氣條件下重復(fù)調(diào)節(jié)光源強(qiáng)度20次補(bǔ)償誤差為0.015;在13.89% H2條件下重復(fù)調(diào)節(jié)光源強(qiáng)度10次穩(wěn)定性誤差為0.005。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明:傳感器補(bǔ)償誤差為0.015,相對(duì)響應(yīng)幅值(0.192)的變化極小，傳感器在靈敏度較高的氫氣濃度范圍內(nèi)有很好的補(bǔ)償效果。
[0041]以上實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明的設(shè)計(jì)思想和特點(diǎn)，其目的在于使本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于上述實(shí)施例。所以，凡依據(jù)本發(fā)明所揭示的原理、設(shè)計(jì)思路所作的等同變化或修飾，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于光子晶體光纖的自補(bǔ)償微型光纖氫氣傳感器，其特征在于:它包括單模光纖和光子晶體光纖，所述的光子晶體光纖的一端先自身熔塌形成熔塌光子晶體腔后，再與單模光纖的一端恪接形成空氣腔，恪塌光子晶體腔與空氣腔構(gòu)成非本征Fabry-Pgrot干涉雙腔;光子晶體光纖的另一端設(shè)有氫氣敏感膜，單模光纖的另一端用于輸出傳感信號(hào)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光子晶體光纖的自補(bǔ)償微型光纖氫氣傳感器，其特征在于:自身熔塌的放電電流為30-40A，熔接的放電電流為80A。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于光子晶體光纖的自補(bǔ)償微型光纖氫氣傳感器，其特征在于:所述的氫氣敏感膜包括厚度為100-200nm的氫氣響應(yīng)層和厚度為5-20nm的氫氣催化層。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于光子晶體光纖的自補(bǔ)償微型光纖氫氣傳感器，其特征在于:所述的氫氣響應(yīng)層通過(guò)電阻蒸發(fā)的方式蒸鍍?cè)诠庾泳w光纖的另一端，所述的氫氣催化層通濺射在氫氣響應(yīng)層上。5.—種權(quán)利要求1所述的基于光子晶體光纖的自補(bǔ)償微型光纖氫氣傳感器的制備方法，其特征在于:它包括以下步驟: 51、光纖預(yù)準(zhǔn)備: 單模光纖:剝?nèi)文９饫w一端外部的涂覆層，去掉碎肩，將單模光纖的一端切平； 光子晶體光纖:準(zhǔn)備一段無(wú)涂覆層的光子晶體光纖，將光子晶體光纖的一端切平，切平后的光子晶體光纖的一端進(jìn)行放電恪塌，形成恪塌光子晶體腔，放電電流為30-40A ； 52、熔接: 利用熔接機(jī)調(diào)整單模光纖的一端和放電熔塌后的光子晶體光纖的一端的間距為5_20μm，進(jìn)行恪接，形成空氣腔，放電電流為80A ； 53、鍍膜: 將光子晶體光纖的另一端切平，保留光子晶體光纖的長(zhǎng)度為100?500 Mi;切平后的光子晶體光纖的另一端放入蒸鍍機(jī)，蒸發(fā)上厚度為100?200 nm的氫氣相應(yīng)層;取出鍍上氫氣響應(yīng)層的光子晶體光纖的另一端，置入鍍膜機(jī)，濺射一層厚度為5?20 nm的氫氣催化層。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于:所述的S3中，所述的氫氣響應(yīng)層為WO3膜，蒸鍍機(jī)電流大小為120A。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于:所述的S3中，所述的氫氣催化層為Pt膜，鍍膜機(jī)的功率為50W。8.—種利用權(quán)利要求1所述的基于光子晶體光纖的自補(bǔ)償微型光纖氫氣傳感器實(shí)現(xiàn)的光纖氫氣傳感系統(tǒng)，其特征在于:它包括光源、光衰減器、耦合器、光譜儀和權(quán)利要求1所述的基于光子晶體光纖的自補(bǔ)償微型光纖氫氣傳感器;光源發(fā)出的光通過(guò)光纖傳輸，經(jīng)光衰減器衰減后，經(jīng)過(guò)耦合器一端，再被基于光子晶體光纖的自補(bǔ)償微型光纖氫氣傳感器反射回來(lái)，又經(jīng)過(guò)耦合器另一端，最后進(jìn)入光譜儀得到干涉光譜。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光纖氫氣傳感系統(tǒng)，其特征在于:所述的光衰減器為可調(diào)光衰減器。10.—種利用權(quán)利要求8所述的光纖氫氣傳感系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的氫氣濃度測(cè)量方法，其特征在于:對(duì)權(quán)利要求8所述的光纖氫氣傳感系統(tǒng)得到的干涉光譜，進(jìn)行傅里葉變換，將傅里葉變換得到的波形圖中最高峰值與最低峰值之間的比值，作為基于光子晶體光纖的自補(bǔ)償微型光纖氫氣傳感器與氫氣濃度有關(guān)的目標(biāo)函數(shù)。
【文檔編號(hào)】G01N21/27GK105928891SQ201610269988
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月27日
【發(fā)明人】楊明紅, 王高鵬, 代吉祥
【申請(qǐng)人】武漢理工大學(xué)