光电子·激光2021,Vol.32Issue(1) :7-13.DOI:10.16136/j.joel.2021.01.0282

改性纳米二氧化钛修饰长周期光纤光栅的折射率传感特性

Refractive index sensing of characteristics of long period fiber gratings coated with modified nano titanium dioxide particles

赵明富 聂青林 石胜辉 刘志江 巫涛江
光电子·激光2021,Vol.32Issue(1) :7-13.DOI:10.16136/j.joel.2021.01.0282

改性纳米二氧化钛修饰长周期光纤光栅的折射率传感特性

Refractive index sensing of characteristics of long period fiber gratings coated with modified nano titanium dioxide particles

赵明富 1聂青林 1石胜辉 1刘志江 1巫涛江2
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作者信息

  • 1. 重庆理工大学光纤传感与光电检测重庆市重点实验室,重庆400054
  • 2. 重庆能源职业学院,重庆江津402260
  • 折叠

摘要

为进一步提高长周期光纤光栅(LPFG)的折射率灵敏度,制作了改性纳米二氧化钛粒子(TiO2)修饰LPFG的传感器.利用TiO2表面水解后产生的羟基与聚丙烯酸上的羧基结合实现对其表面进行改性,通过共价键结合方式将改性后纳米TiO2粒子固定在光栅表面构成TiO2-LPFG传感器.实验研究了该传感器对折射率和温度响应特性.结果表明,随着折射率增加,TiO2-LPFG谐振波长向短波方向迁移.在1.3333-1.4428折射率范围内,其谐振波长平均灵敏度为45 nm/RIU,较裸光栅平均灵敏度提高到1.2倍;在温度30-70 ℃范围内的灵敏度为-0.050 3 nm/℃,远低于折射率灵敏度.该传感器制作成本低廉,方法简单,且其表面存在丰富的含氧官能团,在化工、生物、医学等领域具有较好的应用价值.

关键词

光纤传感器/长周期光栅/纳米二氧化钛/折射率传感

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基金项目

重庆市自然科学基金面上项目(cstc2019jcyj-msxmX0093)

重庆市教委科技重点项目(KJZD-K201905601)

重庆市教育委员会科学技术研究项目(KJQN201801121)

重庆市科技局技术创新与应用发展重点项目(cstc2019jscx-mbdxX0002)

重庆理工大学研究生创新基金(ycx20192046)

出版年

2021
光电子·激光
天津理工大学 中国光学学会

光电子·激光

CSCD北大核心
影响因子:1.437
ISSN:1005-0086
参考文献量3
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