Ge-Se-Te硫系拉锥光纤制备及其对有机溶液传感特性研究

发布时间：2021-08-07 00:20

　　硫系玻璃是以元素周期表中VIA的硫族元素-硫（S）、硒（Se）、碲（Te）作为主要玻璃形成体并添加其他元素如锗（Ge）,砷（As）和锑（Sb）。硫系玻璃光纤在中远红外波段具有优良的透过特性、抗析晶能、抗腐蚀能力及高灵敏度等优点。因此硫系玻璃光纤在液体、气体检测以及生物化学、医药、食物监测有着独有的优势。因此,探索一种新型的高灵敏中远红外硫系玻璃光纤传感器具有应用前景。本文通过多次蒸馏提纯和熔融冷却法制备了高纯度的新型环保型Ge₂₀Se₆₀Te₂₀玻璃,并测试了其热学和光学性能。同时,对Ge₂₀Se₆₀Te₂₀玻璃进行了光纤拉制实验,并采用自制拉锥平台制作了不同锥区直径的拉锥光纤,最后测试了其对不同浓度的混合溶液的传感实验,证实了硫系光纤用于混合液体传感的可能性,最后利用COMSOL软件对实验进行仿真实验,结果显示实验与仿真结果相吻合,根据实验和仿真结果得到拉锥光纤最优的锥区几何参数。论文的第一章绪论首先介绍了红外光纤传感器的研究背景,以及近几十年的发展现状... 

【文章来源】：宁波大学浙江省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
引言
1 绪论
    1.1 光纤传感器简介
        1.1.1 光纤导光原理
        1.1.2 光纤传感器分类
    1.2 红外硫系光纤传感
        1.2.1 红外硫系光纤发展历程
        1.2.2 红外硫系光纤传感研究历程和现状
    1.3 红外硫系玻璃光纤在传感领域的应用
        1.3.1 液体检测
        1.3.2 气体检测
        1.3.3 生物检测
    1.4 课题的提出和研究内容
        1.4.1 课题的研究意义
        1.4.2 课题研究内容
2 理论基础
    2.1 光纤损耗原理
        2.1.1 光纤损耗定义
        2.1.2 本征损耗
        2.1.3 非本征损耗
        2.1.4 光纤损耗测量方法
    2.2 光在均匀阶跃光纤中的传播
        2.2.1 子午光线传播
        2.2.2 斜光线传播
    2.3 光在锥形阶跃光纤中的传播
    2.4 光纤倏逝波光谱法原理
        2.4.1 均匀光纤中的倏逝波
        2.4.2 锥形光纤中的倏逝波
    2.5 本章小结
3 实验部分
    3.1 Ge_(20)Se_(60)Te_(20)基质玻璃制备及其性能测试
        3.1.1 Ge_(20)Se_(60)Te_(20)基质玻璃制备
        3.1.2 Ge_(20)Se_(60)Te_(20)基质玻璃性能测试
    3.2 Ge_(20)Se_(60)Te_(20)硫系玻璃光纤制备及其性能测试
        3.2.1 Ge_(20)Se_(60)Te_(20)硫系玻璃光纤制备
        3.2.2 Ge_(20)Se_(60)Te_(20)硫系玻璃光纤性能测试
    3.3 拉锥Ge_(20)Se_(60)Te_(20)光纤制备
    3.4 传感实验
        3.4.1不同配比浓度下的传感实验
        3.4.2不同锥腰直径下的传感实验
        3.4.3 可探测最低浓度的测量
    3.5 本章小结
4 Ge_(20)Se_(60)Te_(20)硫系玻璃光纤传感特性
    4.1 Ge_(20)Se_(60)Te_(20)硫系玻璃测试结果及分析
    4.2 Ge_(20)Se_(60)Te_(20)硫系玻璃光纤测试结果及分析
    4.3 不同配比浓度下的光纤传感实验
    4.4 不同锥区直径下的光纤传感实验
    4.5 灵敏度的计算及分析
    4.6 本章小结
5 Ge_(20)Se_(60)Te_(20)硫系光纤传感特性数值分析
    5.1 COMSOL MULTIPHYSICS软件介绍
    5.2 光纤模型建立
    5.3 不同配比浓度下光纤仿真实验
    5.4 不同锥区直径下光纤仿真实验
    5.5 本章小结
6 结论与研究不足
参考文献
在学研究成果
致谢
Abstract
论文摘要



本文编号：3326774