[發(fā)明專利]光纖爆炸物傳感器熒光敏感薄膜制備方法、光纖爆炸物傳感器及爆炸物蒸氣檢測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911156713.6
• 申請(qǐng)日: 2019-11-22
• 公開（公告）號(hào): CN110823852B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊建春;沈睿;晏培新;李小冰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/64
• 分類號(hào): G01N21/64;G02B6/00;G02B6/02
• 代理公司: 重慶信航知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50218
• 代理人: 吳彬

1.一種光纖爆炸物傳感器熒光敏感薄膜制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

1）用紫外固化膠密封空芯光子晶體光纖的包層空氣孔，其包括：

第一步，在載玻片上滴上紫外固化膠，

第二步，將空芯光子晶體光纖水平置于載玻片上，并使空芯光子晶體光纖的一端浸在紫外固化膠中，利用毛細(xì)作用力使紫外固化膠進(jìn)入到空芯光子晶體光纖的包層空氣孔和纖芯空氣孔中；

第三步，填充一段時(shí)間后取出空芯光子晶體光纖，待紫外固化膠固化后，選取合適的切割距離，將包層空氣孔中填充有紫外固化膠的一段空芯光子晶體光纖切掉，剩下的空芯光子晶體光纖其纖芯空氣孔中填充有一段紫外固化膠；

第四步，將剩下的空芯光子晶體光纖再次水平放置在載玻片上，并將其填充有紫外固化膠的一端浸在載玻片上的紫外固化膠中，使紫外固化膠進(jìn)入到空芯光子晶體光纖的包層空氣孔；

第五步，填充一段時(shí)間后取出空芯光子晶體光纖，待紫外固化膠固化后，選取合適的切割距離，將纖芯空氣孔中填充有紫外固化膠的一段空芯光子晶體光纖切掉，剩下的空芯光子晶體光纖其纖芯空氣孔中沒有紫外固化膠，而包層空氣孔中填充有紫外固化膠；

2）依次采用蒸餾水、無水乙醇、丙酮對(duì)空芯光子晶體光纖的纖芯空氣孔內(nèi)壁進(jìn)行清洗，然后將清洗后的空芯光子晶體光纖放入真空干燥箱中；

3）將干燥后的空芯光子晶體光纖垂直放置于體積比為3:1的濃硫酸與雙氧水混合溶液中，并保持混合溶液溫度為80℃，活化石英表面上的羥基；

4）用無水乙醇沖洗空芯光子晶體光纖去除其上的濃硫酸與雙氧水混合溶液，然后放置于乙烯基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中8小時(shí)，再將空芯光子晶體光纖取出依次用丙酮和無水乙醇沖洗干凈，最后將空芯光子晶體光纖吹干；

5）制備熒光混合溶液：

將33.6mg烯苯基四苯基乙烯、100mg 八乙烯基聚倍半硅氧烷，120μL 1,6-己二硫醇和0.2mL低折射率紫外光學(xué)固化劑一起裝入玻璃瓶中，然后量取一定量的四氫呋喃溶液加入玻璃瓶中，最后超聲振蕩半個(gè)小時(shí)得到溶質(zhì)完全溶解的熒光混合溶液；

6）取熒光混合溶液置于內(nèi)壁涂有聚四氟乙烯的容器內(nèi)，采用氣壓驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)容器內(nèi)的熒光混合溶液進(jìn)入到空芯光子晶體光纖的纖芯空氣孔中，并使熒光混合溶液在空芯光子晶體光纖的纖芯空氣孔中保持10min，在空芯光子晶體光纖纖芯空氣孔的內(nèi)壁上形成含烯苯基四苯基乙烯的爆炸物蒸氣熒光敏感薄膜；

7）將經(jīng)步驟6）涂膜后的空芯光子晶體光纖置于干燥箱中50℃加熱干燥，然后將干燥后的空芯光子晶體光纖置于紫外燈下，使爆炸物蒸氣熒光敏感薄膜固化。

2.一種光纖爆炸物傳感器，其特征在于：包括空芯光子晶體光纖和采用權(quán)利要求1中所述光纖爆炸物傳感器熒光敏感薄膜制備方法制備在空芯光子晶體光纖的纖芯空氣孔內(nèi)壁上的爆炸物蒸氣熒光敏感薄膜。

3.一種包括權(quán)利要求2所述光纖爆炸物傳感器的爆炸物蒸氣檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：還包括半導(dǎo)體激光器、測(cè)試氣室、光譜儀和計(jì)算機(jī)，所述測(cè)試氣室設(shè)置有爆炸物蒸氣入口、爆炸物蒸氣出口和光纖穿入孔，所述光纖爆炸物傳感器設(shè)在測(cè)試氣室內(nèi)，半導(dǎo)體激光器的尾纖通過光纖連接器與光纖爆炸物傳感器的一端連接、光譜儀的尾纖通過光纖連接器與光纖爆炸物傳感器的另一端連接，所述光譜儀的信號(hào)輸出端與計(jì)算機(jī)連接；

所述光纖爆炸物傳感器和半導(dǎo)體激光器的尾纖的對(duì)接端部之間留有間隙，所述光纖爆炸物傳感器和光譜儀的尾纖的對(duì)接端部之間也留有間隙，所述間隙用于使爆炸物蒸氣進(jìn)入光纖爆炸物傳感器的纖芯空氣孔。