基于MMF-NCF的SPR光纤传感器添加MgF₂用于温度和湿度的双参数测量

科学领域:

• 光纤传感传感器是指光纤传感器.
• 表面等离子共振 (SPR) 传感器
• 复合材料片 复合材料片

背景情况:

• 光纤传感器,特别是SPR传感器,为环境监测提供了高灵敏度.
• 现有的传感器在检测范围和带宽方面面临限制.
• 双参数传感对于许多工业和农业应用是必不可少的.

研究的目的:

• 开发一种新的多模纤维无核心纤维 (MMF-NCF) SPR传感器,用于同时测量温度和湿度.
• 为了提高传感器的灵敏度,并扩大检测范围与以前的模型相比.
• 调查Ag/PVA和Ag/MgF2/PDMS复合膜的性能,分别用于湿度和温度传感通道.

主要方法:

• 一个MMF-NCF SPR传感器结构的制造.
• 用Ag/PVA复合膜覆盖湿度通道.
• 用Ag/MgF2/PDMS复合膜覆盖温度通道,使用MgF2调节共振曲线.
• 对于温度和湿度检测的传感器性能进行实验性表征.

主要成果:

• 传感器显示湿度的最大灵敏度为-0.5683 nm/%RH,温度的最大灵敏度为-3.259 nm/°C.
• 记录的平均灵敏度为 -0.51249 nm/%RH和 -1.88877 nm/°C. 它们的平均灵敏度为 -0.51249 nm/%RH.
• 实现了高多项式拟合度 (0.99914和0.99875) 和有利的功绩图 (FOM) 值.
• 与现有技术相比,传感器具有更好的检测范围.

结论:

• 拟议的MMF-NCF SPR传感器有效地实现了具有高灵敏度和扩大检测范围的双参数传感.
• Ag/MgF2/PDMS复合膜的整合显著提高了温度传感性能.
• 这种传感器技术对农业,食品工业和生物实施中的应用具有重大前景.