基于石墨烯特性的光纤湿度传感器研究

发布时间：2021-02-17 23:17

　　从一个人的衣食住行到一个国家工农业领域,湿度都扮演着重要角色。人们很早就意识到湿度的重要性,不断改进仪器以满足自身对湿度检测的要求。随着社会经济的发展,工、农、生物等产业对湿度指标的要求更为严格,人们对湿度传感器各方面性能的要求亦不断变高。这对湿度检测器件来说,是挑战更是巨大的发展机遇。经过研究者们的不断探索,设计开发出了有别于传统湿度计的,具有高精度与快响应速率的电子式湿度传感器。随后,各种湿敏材料相继出现,极大开拓了湿度传感器的研究领域。高性能、小型化的湿度检测装置更是成为发展趋势。而以石墨烯为代表的二维纳米材料的出现,为湿度传感器的发展提供了新的方向,近年来,二维纳米材料应用于湿度传感的结构不断被提出,俨然成为新的研究热点。本文围绕石墨烯的其中一种衍生物——氧化石墨烯（Graphene Oxide,GO）,提出湿度传感结构。利用氧化石墨烯的湿敏特性,将其与光纤传感技术相结合,提出几种基于氧化石墨烯薄膜涂覆的光纤Mach-Zehnder干涉型传感器,研究传感器对湿度的敏感度等性能。本文主要工作如下:1.首先,本文介绍了湿度传感器发展背景,讨论了光纤传感技术的发展现状,简单介绍四种典... 

【文章来源】：浙江师范大学浙江省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

氧化石墨烯结构图

液法制得的氧化石墨烯薄膜的机械模量可达 42GPa以进一步提高。亲水性角度来看，含氧官能团的存在使氧化石墨烯具有的是，它在水中的分散性很好，搅拌或者超声，就可烯分散液。用滴涂、旋涂的方式很容易制备均匀的氧使氧化石墨烯容易从环境中吸收水分。Medheker 对 Medheker 提出的理论，在外界水含量较低时，氧化氧官能团之间形成氢键；当外界水含量较高时，氧化间以氢键构成氢键网络。在氧化石墨烯层间运动分析

图 3.1 全光纤 MZ 干涉结构示意图光场为 E，其可表示为： ( ) 为纤芯折射率； 为传播常数； 为频率；则入射光场的光强 д 器的耦合系数为 ， 、 分别为光在参考臂与传感臂中的光感臂光场的分别可表示为： ф ( ) ф * ( )+ 之间存在相位差，在第二个耦合器处，两束光发生干涉；此臂光场可表示为： ф ( )

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
[1]牛奶中违禁添加剂快速检测方法的研究[D]. 汪露.浙江师范大学 2014
[2]多模干涉型光耦合器研究[D]. 刘杰.西安电子科技大学 2008
[3]锥形光纤中光波导理论研究[D]. 孙爱娟.中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所） 2005



本文编号：3038691