近年來,光纖傳感技術(shù)因其敏感性高、體積小、防電磁影響等特點(diǎn),正受到越來越多研究學(xué)者的關(guān)注,并被逐漸應(yīng)用到生物化學(xué)、環(huán)境檢測(cè)、醫(yī)療等領(lǐng)域,其中如何改善折射率靈敏度,以及排除溫度的交叉影響等問題更是成為大家研究的熱點(diǎn)。本論文主要利用傾斜光纖光柵和空芯光纖與石墨烯薄膜結(jié)合制造出新的混合波導(dǎo)結(jié)構(gòu),再分別研究這兩種基于石墨烯涂覆光纖器件的折射率傳感特性。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,研究了石墨烯涂覆傾斜光纖光柵傳感器。先介紹了等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法制備石墨烯的實(shí)驗(yàn)方法,通過調(diào)節(jié)生長(zhǎng)時(shí)間、等離子體發(fā)生器功率等參數(shù),可以在光纖表面生長(zhǎng)出高質(zhì)量的石墨烯薄膜。實(shí)驗(yàn)中,在有效傾斜角為8°的傾斜光纖光柵上生長(zhǎng)了厚度大約3.7 nm的石墨烯(約11層),通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量以及分析其透射光譜包絡(luò)面積的變化情況,結(jié)果顯示涂覆石墨烯的傾斜光纖光柵在折射率1.33左右,其折射率靈敏度為-1.57161/RIU,與沒有涂覆石墨烯時(shí)相比其靈敏度提高了大概20倍。因此,在傾斜光纖光柵表面生長(zhǎng)石墨烯可以達(dá)到在低折射率范圍內(nèi)提高靈敏度的目的,這一結(jié)果在液體傳感領(lǐng)域內(nèi)都將有潛在應(yīng)用。其次,研究了基于石墨烯涂覆空芯光纖的氣體折射率傳感...

【文章頁(yè)數(shù)】：53 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)
        1.2.1 傾斜光纖光柵的研究動(dòng)態(tài)
        1.2.2 空芯光纖的研究動(dòng)態(tài)
        1.2.3 石墨烯涂覆光纖結(jié)構(gòu)研究動(dòng)態(tài)
    1.3 本課題主要研究?jī)?nèi)容
第二章 傳感特性研究
    2.1 傾斜光纖光柵的基本傳感理論
        2.1.1 傾斜光纖光柵的折射率傳感理論
        2.1.2 傾斜光纖光柵的溫度傳感理論
        2.1.3 傾斜光纖光柵的應(yīng)力傳感理論
    2.2 傾斜光纖光柵的模式耦合理論
    2.3 石墨烯的電、光學(xué)性能
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于石墨烯涂覆傾斜光纖光柵的折射率傳感
    3.1 石墨烯的制備工藝研究
        3.1.1 石墨烯的制備過程
        3.1.2 石墨烯的表征
    3.2 石墨烯-傾斜光纖光柵的折射率傳感實(shí)驗(yàn)研究
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置及操作步驟
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論
    3.3 石墨烯-傾斜光纖光柵的溫度傳感實(shí)驗(yàn)
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于石墨烯涂覆空芯光纖的折射率傳感
    4.1 石墨烯-空芯光纖傳感器的制備
    4.2 石墨烯-空芯光纖混合波導(dǎo)的工作原理
    4.3 石墨烯-空芯光纖的折射率傳感實(shí)驗(yàn)研究
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)裝置及操作步驟
        4.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論
    4.4 石墨烯-空芯光纖的溫度傳感實(shí)驗(yàn)
    4.5 本章總結(jié)
第五章 總結(jié)
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目
致謝



本文編號(hào)：3840543