多层Au-Pd核壳纳米颗粒膜增敏的光纤氢气传感器

高灵敏度、快速响应的光纤氢气传感技术是未来氢气传感技术的发展方向,对保障氢能系统安全具有重要意义。针对纳米尺度的钯基氢敏材料难以与光器件耦合的问题,本文采用水相合成及离心沉积方法制备具有快速氢气响应特性的Au-Pd核壳纳米颗粒膜,搭建了含有Au-Pd核壳纳米颗粒氢敏膜阵列的透射式传感系统,实现了光信号与多层纳米颗粒膜阵列的耦合,通过提高敏感材料对光信号的调制能力增强了传感器的灵敏度。实验研究表明,本文制备的Au-Pd核壳纳米颗粒膜粒径为48 nm,Pd层厚度约为4 nm。该敏感薄膜对4%浓度氢气的响应时间小于3 s,且在循环测试中显示了良好的重复性和稳定性。通过3片薄膜阵列传感,在不影响传感器响应速度的同时将传感器灵敏度提升至最高,为单片膜的2.7倍。该研究为开发高性能光纤氢气传感器提供了重要指导。

同轴干涉型光纤水听器声压灵敏度特性分析

建立了等效模型对含弹性增敏层的同轴干涉型光纤水听器的声压灵敏度进行了理论研究,分析了探头的结构参数和材料特性对声压灵敏度的影响.分析表明,水听器的声压灵敏度随缠绕光纤长度和芯轴长度的增加而增加,随骨架厚度和增敏层的厚度比例的减小而增大,同时采用杨氏模量和泊松系数小的增敏材料能够提高灵敏度.得到了提高探头声压灵敏度的有效途径,并制作了一系列光纤水听器样品,对理论分析结果进行了实验验证,理论分析结果与实验结果基本吻合.