高灵敏度塑料光纤湿度传感器

摘要

为了提高塑料光纤湿度传感器的灵敏度,该文利用商用塑料光纤、聚砜、二氧化锗(GeO_(2))和聚酰亚胺构建了一种新型结构的塑料光纤湿度传感器。首先将长度为0.5 m的商用塑料光纤中心部分(长5 cm)包层去除,并弯曲成U形(弯曲半径为2 cm),再将聚砜与GeO_(2)的混合物涂覆在商用光纤纤芯表面,然后将涂覆聚砜与GeO_(2)的塑料光纤在70℃下干燥10 h,最后涂覆上聚酰亚胺湿敏材料,在60℃下干燥后形成塑料光纤湿度传感器。实验研究了不同涂覆对塑料光纤传感器光传输特性及其灵敏度的影响,实验结果表明,在温度40℃、相对湿度10%RH~80%RH下,当塑料光纤纤芯直径为900μm、聚砜与GeO_(2)涂覆层厚200μm、聚酰亚胺湿敏膜厚20μm时,传感器对湿度的响应灵敏度可达到-0.9 nW/(1%RH),是将20μm聚酰亚胺湿敏材料涂覆在1500μm塑料光纤纤芯表面响应灵敏度的6.9倍。