研究了氧化石墨烯（Graphene Oxide,GO）修飾的色散拐點長周期光纖光柵（Dispersion-Turning-Point Long Period Fiber Grating,DTP-LPFG）傳感器,分析了其光譜特性及對外部折射率的靈敏度特性。利用準(zhǔn)連續(xù)KrF激光器在載氫單模石英光纖上制作周期約為136μm的DTP-LPFG,采用氫鍵結(jié)合的方式將GO涂覆于光柵表面,構(gòu)成基于GO修飾的DTPLPFG傳感器。實驗結(jié)果表明:隨著GO在DTP-LPFG表面的沉積,其雙諧振峰的左峰發(fā)生藍(lán)移,右峰發(fā)生紅移,雙峰間距增大;在1.33～1.38折射率范圍內(nèi),該傳感器在涂覆GO后,諧振雙峰間距變化量的折射率靈敏度約為831.89nm/RIU,較未修飾GO的DTP-LPFG提高了1.05倍。 

【文章來源】：半導(dǎo)體光電. 2020,41(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

DTP-LPFG置于水中的光譜圖

DTP-LPFG的表面修飾過程如圖2所示，具體步驟如下：首先，使用濃度為5%的HNO3溶液浸泡光柵2h，再用超純水和無水乙醇徹底清洗。然后，在40℃的恒溫箱內(nèi)，將該DTP-LPFG浸入0.2M的NaOH溶液約3.5h，再于室溫下繼續(xù)浸泡0.5h，以激活DTP-LPFG表面的-OH基團(tuán)，用超純水反復(fù)沖洗光柵表面，去除多余雜質(zhì)，再置于50℃的對流烘干機(jī)中干燥10min。最后，用濃度為2mg/mL的GO溶液在室溫下浸泡DTP-LPFG傳感器12h后，用超純水和無水乙醇反復(fù)沖洗其表面，除去未結(jié)合的GO，最終得到GO-DTP-LPFG傳感器。2.2 實驗系統(tǒng)

圖3是用于監(jiān)測GO-DTP-LPFG傳感器的傳輸光譜實驗系統(tǒng)。光從超連續(xù)譜光源（SC-5,480～2 200nm，總輸出功率800mW）輸出，并經(jīng)過衰減器將光源能量衰減至輸出功率的80%，這樣既可以保證光譜的穩(wěn)定性，同時也可以防止對光路的損壞。然后，光通過光纖隔離器后，傳輸至GO-DTP-LPFG傳感器。最后，通過單模光纖連接到光譜儀（OSA,MS9740A，分辨率為0.03nm）記錄光譜變化。實驗過程中，必須要保持GO-DTP-LPFG的自由水平狀態(tài)，實驗室溫度保持恒定（25℃），以避免應(yīng)變和溫度引起的傳感器交叉敏感效應(yīng)帶來的折射率檢測誤差。3 結(jié)果與討論

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]還原石墨烯光學(xué)波段復(fù)折射率及消光性能研究[J]. 馬德躍,李曉霞,郭宇翔,曾宇潤.  光子學(xué)報. 2017(12)
[2]扭轉(zhuǎn)螺旋型力學(xué)微彎長周期光纖光柵的光譜特性[J]. 石勝輝,趙明富,羅彬彬,湯斌,陳立功.  光學(xué)精密工程. 2017(07)
[3]鍍膜雙峰諧振長周期光纖光柵折射率傳感的優(yōu)化設(shè)計與實驗[J]. 蔣秀麗,顧錚■,凌強(qiáng),藍(lán)錦龍.  中國激光. 2016(05)
[4]氧化石墨烯水熱還原前后的發(fā)光光譜[J]. 單云,張紅琳,張鳳.  應(yīng)用化學(xué). 2015(07)
[5]應(yīng)用800nm飛秒激光制備長周期光纖光柵[J]. 苗飛,張玲,馮德軍,隋青美,陳霄,賈磊,劉漢平,劉輝蘭.  光學(xué)精密工程. 2012(04)
[6]腐蝕后的新型長周期光纖光柵特性研究[J]. 胡愛姿,饒云江,聶知理,牛永昌.  光子學(xué)報. 2004(08)

博士論文
[1]長周期光纖光柵化學(xué)傳感器優(yōu)化設(shè)計與實驗[D]. 蔣秀麗.上海理工大學(xué) 2016



本文編號：3589110