近年來,光纖傳感技術因其敏感性高、體積小、防電磁影響等特點,正受到越來越多研究學者的關注,并被逐漸應用到生物化學、環(huán)境檢測、醫(yī)療等領域,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。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合制造出新的混合波導結構,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。本文主要研究內容如下: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化學氣相沉積法制備石墨烯的實驗方法,通過調節(jié)生長時間、等離子體發(fā)生器功率等參數,可以在光纖表面生長出高質量的石墨烯薄膜。實驗中,在有效傾斜角為8°的傾斜光纖光柵上生長了厚度大約3.7 nm的石墨烯(約11層),通過實驗測量以及分析其透射光譜包絡面積的變化情況,結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石墨烯可以達到在低折射率范圍內提高靈敏度的目的,這一結果在液體傳感領域內都將有潛在應用。其次,研究了基于石墨烯涂覆空芯光纖的氣體折射率傳感...

【文章頁數】：53 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 國內外研究動態(tài)
        1.2.1 傾斜光纖光柵的研究動態(tài)
        1.2.2 空芯光纖的研究動態(tài)
        1.2.3 石墨烯涂覆光纖結構研究動態(tài)
    1.3 本課題主要研究內容
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、光學性能
    2.4 本章小結
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驗研究
        3.2.1 實驗裝置及操作步驟
        3.2.2 實驗結果討論
    3.3 石墨烯-傾斜光纖光柵的溫度傳感實驗
    3.4 本章小結
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-空芯光纖混合波導的工作原理
    4.3 石墨烯-空芯光纖的折射率傳感實驗研究
        4.3.1 實驗裝置及操作步驟
        4.3.2 實驗結果討論
    4.4 石墨烯-空芯光纖的溫度傳感實驗
    4.5 本章總結
第五章 總結
參考文獻
附錄1 攻讀碩士學位期間撰寫的論文
附錄2 攻讀碩士學位期間參加的科研項目
致謝



本文編號：3840543