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基于石墨烯和侧抛单多单光纤的湿度传感器及制备方法
| 专利名称： | 基于石墨烯和侧抛单多单光纤的湿度传感器及制备方法 |
| 摘要： | 本发明公开了基于石墨烯和侧抛单多单光纤的湿度传感器及制备方法。该湿度传感器包括多模光纤、输入单模光纤和输出单模光纤，输入单模光纤和输出单模光纤分别与多模光纤的两端准直地熔接成单模‑多模‑单模光纤结构；多模光纤的一个侧面的全部包层和部分纤芯被抛磨掉得到一个侧抛平面，侧抛平面覆盖有单层石墨烯薄膜；光源发出的光通过输入单模光纤进入到侧抛多模光纤部分，当外界环境的湿度发生变化时，基于多模干涉效应和倏逝场效应，侧抛多模光纤内的传输光场会发生相应的变化。本发明具有湿度灵敏度高、制备工艺简单、成本低等优点。 |
| 专利类型： | 发明专利 |
| 国家地区组织代码： | 浙江;33 |
| 申请人： | 浙江大学 |
| 发明人： | 黄腾超;王先帆;牟家鹏;张红亮;张彩妮;车双良;舒晓武 |
| 专利状态： | 有效 |
| 申请日期： | 2019-07-04T00:00:00+0800 |
| 发布日期： | 2019-10-25T00:00:00+0800 |
| 申请号： | CN201910600629.2 |
| 公开号： | CN110376163A |
| 代理机构： | 杭州求是专利事务所有限公司 |
| 代理人： | 林松海 |
| 分类号： | G01N21/45(2006.01);G;G01;G01N;G01N21 |
| 申请人地址： | 310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号 |
| 主权项： | 1.一种基于石墨烯和侧抛单多单光纤的湿度传感器，其特征在于，包括多模光纤、输入单模光纤和输出单模光纤，输入单模光纤和输出单模光纤分别与多模光纤的两端准直地熔接成单模-多模-单模光纤结构； 所述多模光纤的一个侧面的全部包层和部分纤芯被抛磨掉得到一个侧抛平面，侧抛平面覆盖有单层石墨烯薄膜； 光源发出的光通过输入单模光纤进入到侧抛多模光纤部分，当外界环境的湿度发生变化时，基于多模干涉效应和倏逝场效应，侧抛多模光纤内的传输光场会发生相应的变化。 2.根据权利要求1所述的湿度传感器，其特征在于，所述的单层石墨烯薄膜是利用PMMA转移法从铜基石墨烯上转移得到。 3.根据权利要求1所述的湿度传感器，其特征在于，所述的输入单模光纤连接超连续谱光源，输出单模光纤连接光谱分析仪，通过解调输出光谱与初始波长的偏移量或者传输光强变化得到相应的湿度值。 4.一种根据权利要求1所述的湿度传感器的制备方法，其特征在于， 制备过程包括以下步骤： 步骤1：利用光纤切割刀和光纤熔接机将一段长度为4cm的多模光纤准直地熔接到两段单模光纤之间，制备成单模-多模-单模光纤结构； 步骤2：利用光纤侧抛仪器将上述的单模-多模-单模光纤结构的多模光纤部分进行侧面抛磨得到侧抛多模光纤，抛磨的长度为4cm，抛磨的深度为30μm； 步骤3：依次利用PMMA和氯化铁溶液将生长在铜箔上的单层石墨烯转移到PMMA衬底上，形成PMMA-单层石墨烯薄膜，在去离子水环境中将PMMA-单层石墨烯薄膜转移到侧抛多模光纤的侧抛平面上； 步骤4：将PMMA-单层石墨烯薄膜烘干，然后用丙酮溶液将PMMA衬底移除，就得到一种基于单层石墨烯和侧抛单多单模光纤的湿度传感器。 |
| 所属类别： | 发明专利 |
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