基于納米銅/石墨烯包覆光子晶體光纖的硫化氫氣體傳感性能研究

編號：CPJS06914

篇名：基于納米銅/石墨烯包覆光子晶體光纖的硫化氫氣體傳感性能研究

作者：黃國家 彭志清 楊曉占 馮文林

關(guān)鍵詞： 馬赫-曾德干涉 銅/石墨烯復(fù)合膜 光子晶體光纖 粗錐 硫化氫

機構(gòu)： 廣州特種承壓設(shè)備檢測研究院 重慶理工大學(xué)理學(xué)院物理與能源系 綠色能源材料技術(shù)與系統(tǒng)重慶市重點實驗室

摘要： 提出一種基于納米銅/石墨烯包覆光子晶體光纖的硫化氫傳感方法.將兩根單模光纖分別與實心光子晶體光纖進行粗錐熔接,形成馬赫-曾德干涉結(jié)構(gòu).先在光子晶體光纖表面包覆石墨烯薄膜,再在石墨烯薄膜的表面沉積納米銅形成復(fù)合敏感薄.當(dāng)復(fù)合敏感薄膜吸附硫化氫氣體時,其自身折射率發(fā)生改變,導(dǎo)致光子晶體光纖中纖芯與包層的光程差發(fā)生變化,干涉波谷發(fā)生偏移.建立氣體濃度與波長偏移關(guān)系,實現(xiàn)硫化氫的低濃度檢測.研究表明:該傳感器的靈敏度為8.5pm/ppm,檢測限為3.85ppm,在硫化氫濃度為0~80ppm范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性和選擇性,其輸出光譜呈現(xiàn)藍移,響應(yīng)時間和恢復(fù)時間分別約為92s和119s.該傳感器成本低、結(jié)構(gòu)簡單、制作容易,有望應(yīng)用于硫化氫氣體的探測.