透明的纳米晶体-玻璃复合纤维用于多功能温度和压力传感器
Qinpeng Chen1, Qiwen Pan1, Shiliang Kang2
1State Key Laboratory of Luminescent Materials and Devices, and Guangdong Provincial Key Laboratory of Fiber Laser Materials and Applied Techniques, School of Materials Science and Engineering, School of Physics and Optoelectronics, South China University of Technology, Wushan Road 381, Tianhe District, Guangzhou 510640, China.
Fundamental research
|June 27, 2024
概括
研究人员使用玻璃中的纳米晶体开发了一种新的多功能纤维传感器. 这种自我校准的传感器可以准确地同时检测温度和压力,为先进的集成设备铺平了道路.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 光学传感器 光学传感器
背景情况:
- 对紧,集成设备的需求推动了对能够检测多个物理参数的多功能传感器的需求.
- 光纤传感器提供了稳定性,轻量化和非侵入性实时监控等优势.
- 将多个传感功能集成到单个光纤中仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 设计和制造一种可同时检测温度和压力的热引多功能纤维传感器.
- 为了克服当前单参数光传感器的局限性.
- 展示一种创新的自下而上的战略,用于创建先进的复合纤维材料.
主要方法:
- 纳米晶体在玻璃复合材料 (NGC) 纤维的制造,通过将具有温度和压力光反应的功能纳米晶体纳入玻璃矩阵.
- 光激活器,纳米晶体,玻璃芯和覆盖矩阵的合理设计.
- 使用光强度比技术进行自我校准的传感.
主要成果:
- 展示了一种具有同时温度和压力反应的双功能纤维传感器.
- 实现了温度传感,温度依赖的近红外辐射高达573K (最大绝对灵敏度为0.019K-1).
- 在可见光谱中实现了压力传感与压力依赖的向上转换辐射 (线性斜率为-0.065).
结论:
- 开发的多功能NGC光纤传感器成功地集成了温度和压力传感能力.
- 这项工作为开发多功能传感器新范式提供了一条有效的途径.
- 该战略为未来的混合纤维提供了一种具有组合性质的多功能方法.
