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光纤温度传感器及其硫化镉薄膜的制备方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2022-11-09 09:06:36
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：天津市滨海新区| 门松 | 2022-11-09 17:06:51
本发明提供一种光纤温度传感器硫化镉薄膜的制备方法，包括如下步骤：将光纤固定于插芯后，将所述光纤的裸露端面打磨；镀膜：将硫脲、硫酸镉和氨水按照质量‑体积比为5.694g:0.184g：45mL混合溶于去离子水中形成反应液；然后将所述裸露端面插入所述反应液中，利用化学水浴法在温度为65℃，反应9min，完成一次硫化镉薄膜的镀膜；重复所述镀膜步骤至n次，获得沉积有n+1层硫化镉薄膜的裸露端面，n为大于0的自然数；将经过所述重复镀膜步骤获得的光纤在200℃温度下退火处理。本发明采用化学水浴法镀硫化镉薄膜，这种方法可使硫化镉膜与光纤端面紧密结合，且镀膜厚度可控。
一种光纤温度传感器硫化镉薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将光纤固定于插芯后，将所述光纤的裸露端面打磨；镀膜：将硫脲、硫酸镉与氨水混合溶于去离子水中形成反应液；所述硫脲、硫酸镉的物质的量比为12～110:1；所述氨水体积为40～50mL；然后将所述裸露端面插入所述反应液中，利用化学水浴法在温度为60～70℃，完成一次硫化镉薄膜的镀膜；重复镀膜：重复所述镀膜步骤至n次，获得沉积有n+1层硫化镉薄膜的裸露端面，n为大于0的自然数；将经过所述重复镀膜步骤获得的光纤在180～220℃温度下退火处理。
光纤温度传感器有着其它温度传感器不可比拟的优点，具备抗电磁干扰、耐高温、耐高电压、耐化学腐蚀及低损耗等特点，因此广泛用于高直流电场、强磁场、强的高频场、微波场等恶劣环境中。目前国内外光纤温度传感器的研究内容主要集中在有三个方面：一是对温度敏感材料的研究，更多的半导体材料被应用到光纤温度传感器上；二是系统结构和调制技术的研究；三是产品化实用化的研究，即从实际应用出发，对能满足特定要求、适用于特定场合的温度传感器的研究。但在目前的研究成果中，光纤温度传感器的制作工艺复杂，成本较高，因此在本发明中介绍了一种更精确、更稳定，且制作工艺简单的光纤温度传感器。
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有益效果：
(1)采用硫化镉作为温度敏感材料，对可见光波段光吸收性能好，当光子能量大于其禁带宽度能量时，对光的吸收系数会陡然上升。
(2)采用化学水浴法镀硫化镉薄膜，这种方法可使硫化镉膜与光纤端面紧密结合，且镀膜厚度可控。
(3)稳定性、准确性更高，直接在传导光纤的端面上镀膜，消除了传统光纤温度传感器端面粘贴半导体片易受环境影响的缺陷。
(4)成本低，光纤温度传感器的镀膜和制作工艺都很简单，便于规模化生产。
技术合作
反射式硫化镉光纤温度传感器依次包括：入射、出射共用光纤1、硫化镉薄膜2以及反射膜3。入射、出射共用光纤1即为入射光纤与出射光纤共用一根光纤；硫化镉薄膜2其设置于所述入射、出射共用光纤1上，在光纤的裸露端面镀硫化镉薄膜2之后，再镀一层反射膜3，光经过入射、出射共用光纤1进入硫化镉薄膜2，再经反射膜3发生反射，又透过硫化镉薄膜2回到入射、出射共用光纤1。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
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