基于聚乙烯醇-铝薄膜的光纤温湿度传感器研究
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毕卫红(1960-),女,河北卢龙人,教授,博 士生导师,主要从事光纤传感与光电检测等方面的研究.

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国家“973”计划(2010CB327801)、国家自然科学基金(61077067,61205068)、河北省自然科学基金(F2011203116,F2012203148)、燕山大学博士基金项目(B768)、江苏省气象探测与 信息处理重点实验室开放课题(KDXS1108)和秦皇岛市科学技术研究与发展计划(201101A095) 资助项目 (1.燕山大学 信息科学与工程学院,河北 秦皇岛 066004; 2.河北省特种光纤与光纤传感重点实验室,河北 秦皇岛 066004)


Optical fiber temperature and humidity sensor based on polyvinyl alcohol-aluminum film
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    摘要:

    提出一种基于聚乙烯醇(PVA)-Al薄膜的光 纤倏逝波耦合温湿度传感器研究,主要包括湿度 测量传感器和温度补偿传感器。湿度测量传感器是在单模光纤(SMF)熔融拉锥后的锥区涂覆 一层PVA湿敏材料制成,温度补偿传感器是在湿度测量传感器的表面镀覆一层金属Al薄膜制 成。实验结果表明:当锥区长为14.04mm、PVA涂覆层的厚为2.2μm时,湿度测 量传感器的湿度灵敏度为0.154dBm/%,温度 对它的影响为0.019dBm/℃,可实现湿度 50~98%的测量;当Al薄膜厚为168.63nm时, 温度补偿传感器的温度灵敏度为 0.019dBm/℃,通过实验装置能够实现对湿度 测量传感器的温度补偿。

    Abstract:

    An optical evanescent wave coupling te mperature and humidity sensor based on polyvinyl alcohol-aluminum film is propo sed,including a humidity measurement sensor and a temperature compensation sensor.In the single mode fiber fused taper area,the humidity measurement sensor is fabricated after being coated with the polyvinyl alcohol humidity sensitive material film.The temperature compensa tion sensor is fabricated by depositing the aluminum film on the humidity measurement sensor surface.In expe riment,an amplified spontaneous emission (ASE) light source is used for detecting signals and an optical power meter is designed to measure the output of sensor.The humidity measurement sensor is used to detect humidity only,while the temperature compens ation sensor only reflects the variation of environmental temperature.These two sensors work at the same time and the latter is used to compensate the temperature variation in the former.The experimental results sho w that when the taper length is 14.04mm and the polyvinyl alcohol coating thickness is 2.2μm,the humidity se nsitivity is 0.1541dBm/%,the temperature sensitivity is 0.0193dBm/℃,and the humidity mea surement range can achieve 50%~98%.When the aluminum film thickness is 168.63nm,the temperature c ompensation sensor sensitivity is 0.0191dBm/℃.So the developed device can realize the temperature compensation for humidi ty measurement sensor.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

毕卫红,朱长青,付兴虎,付广伟,张保军.基于聚乙烯醇-铝薄膜的光纤温湿度传感器研究[J].光电子激光,2014,(8):1443~1448

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  • 收稿日期:2013-12-14
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