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原文传递一种微光纤光栅PH3浓度传感器及其制备方法

专利名称：	一种微光纤光栅PH3浓度传感器及其制备方法
摘要：	本发明公开了一种微光纤光栅PH3浓度传感器。所述传感器包括敏感涂层、传导光纤和微光纤光栅；所述敏感涂层包含TiO2层和Al掺杂的BN层，所述敏感涂层均匀涂敷在所述微光纤光栅。所述传感器制备方法包括：对光纤进行载氢处理，将光纤包层腐蚀掉，使纤芯裸露出来；采用紫外光曝光法，在纤芯上制备微光纤光栅；利用物理气相沉积方法在微光纤光栅表面沉积TiO2层，以BN和Al为靶材，采用双靶材沉积，先进行BN沉积，然后打开Al靶材进行共沉积，制备Al掺杂的BN层；低温退火。微光纤光栅PH3浓度传感器具有抗电磁干扰、抗腐蚀、灵敏度高和稳定性好等特点，且易于系统集成进行分布式测量，适用于储粮熏蒸过程中PH3浓度的实时准确可靠测量。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河南;41
申请人：	河南工业大学
发明人：	徐坤;辛玉洁;孙丽君;李艳军;卢涛
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-17T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-19T00:00:00+0800
申请号：	CN201910410149.X
公开号：	CN110031418A
分类号：	G01N21/33(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	450001 河南省郑州市高新技术产业开发区莲花街100号河南工业大学科技处
主权项：	1.一种微光纤光栅PH3浓度传感器，其特征在于，包括敏感涂层（1），传导光纤（2）和微光纤光栅（3）；所述敏感涂层（1）包含TiO2层（11）和BN层（12），所述敏感涂层（1）均匀涂敷在所述微光纤光栅（3），所述传导光纤由纤芯（21）和包层（22）组成。 2.根据权利要求1所述的一种微光纤光栅PH3浓度传感器，其特征还在于：所述的BN层（12）为Al掺杂的BN纳米薄膜材料，其中Al掺杂方式为B位掺杂或者N位掺杂中的一种。 3.根据权力要求1所述的一种微光纤光栅PH3浓度传感器，其特征还在于：所述的微光纤光栅（3）为布拉格光栅，长度为20mm。 4.根据权利要求1所述的一种微光纤光栅PH3浓度传感器，其特征还在于：所述的微光纤光栅（3）的直径为8μm，TiO2层（11）的厚度为0.25μm，和BN层（12）厚度为1.5μm。 5.一种微光纤光栅PH3浓度传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： S1：预处理；首先对光纤进行载氢处理，采用强酸将所述的传导光纤包层（22）腐蚀掉，使纤芯（21）完全裸露出来，用二次水冲洗，在真空环境下进行常温干燥，备用； S2：微光纤光栅（3）制备；采用紫外光曝光法，在裸露的光纤纤芯（21）上制备微光纤光栅（3），备用； S3：TiO2层（11）沉积；利用物理气相沉积方法在微光纤光栅（3）表面沉积TiO2层（11），沉积时间为90S； S4：BN层（12）沉积；利用物理气相沉积方法，以BN和Al为靶材，采用双靶材沉积，先进行BN沉积，时间为15S，然后打开Al靶材进行共沉积，时间为300S； S5：低温退火；将所制备的样品放入真空管式炉进行低温退火，退火温度为85℃，时间为20min。 6.根据权利要求4所述的一种微光纤光栅PH3浓度传感器的制备方法，其特征还在于：所述的步骤S2中紫外曝光法采用波长为193nm的 ArF准分子激光器，功率为3mJ，频率为200Hz，相位掩模板的周期为1080nm。 7.根据权利要求4所述的一种微光纤光栅PH3浓度传感器的制备方法，其特征还在于：所述的步骤S3和S4中的物理气相沉积方法为磁控溅射、脉冲激光溅射或者离子束溅射中的一种，磁控溅射条件为真空度1.0×10-5Pa，工作气体为Ar，气体流量为60sccm，溅射温度为室温，工作气压为1Pa。
所属类别：	发明专利