倾斜光纤光栅表面等离子体共振氢气传感器研究

光纤氢气传感器是一个涉及多学科高度交叉的新兴研究领域，是近年来光纤传.感方向细分后的一个重要热点，对于未来氢能源的安全检测和开发利用具有非常重要的作.用。本项目以研制一种具有自动温度校准功能的反射式光纤氢敏传感器为目标，以镀钯合金.膜倾斜光纤光栅表面等离子体共振（SPR）技术为主要研究内容。利用耦合模方程和传输矩.阵方法等理论工具，研究倾斜光纤光栅SPR 传感器的氢敏机理，通过数值模拟与实验制备测.试相结合的方法，对倾斜光纤光栅的参数，以及钯合金薄膜比例和厚度等参数进行优化，制.作出一种响应时间短、灵敏度高、温度稳定性好、无电操作的氢气传感器。本项目研究具有.重要的研究价值和良好的应用前景。

通过本项目的研究，建立了基于倾斜光纤光栅表面等离子体共振模式的理论分析模型，利用计算机编程进行了数值计算研究，对其结构参数进行了优化分析。实验搭建并改进了离子溅射在光纤圆周上镀膜的系统设备，获得了均匀的钯合金膜。在实验中验证了提出的模型，获得了氢气浓度测试的结果。在此基础上研究范围有所拓展，利用新型材料如碳纳米管和有机高分子材料分别实现了四波混频非线性效应的产生和新型pH传感器。发现了纳米金属颗粒异于常规金属薄膜的新物理特性，为下一步选择纳米钯颗粒作为氢敏材料来提高传感器灵敏度提供了现实依据。本项目资助下共发表论文18篇，其中SCI索引14篇，国际会议报告4篇。申请发明专利3项（授权1项）。培养硕士生5名。