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一种基于表面等离子体共振的多模光纤H_2传感器
基于表面等离子体共振的多模光纤H₂传感器
摘要:
氢气是一种具有广泛应用前景的能源，但同时也是一种非常危险的气体。因此，开发一种高灵敏度、快速反应的氢气传感器对于监测和控制氢气的安全使用至关重要。在本研究中，我们提出了一种基于表面等离子体共振的多模光纤H₂传感器。该传感器采用多模光纤作为传感器平台，并利用表面等离子体共振技术实现对氢气的高灵敏度检测。实验结果表明，该传感器在快速检测H₂气体上具有较高的灵敏度和选择性。
1.引言
氢气是一种重要的能源来源，广泛应用于燃料电池、火箭推进剂等领域。然而，由于氢气具有易燃易爆的特性，其泄漏和积累可能导致严重的事故风险。因此，开发高灵敏度、快速响应的氢气传感器具有重要意义。
2.相关工作
传统的氢气传感器包括电化学传感器、半导体传感器等。然而，这些传感器存在灵敏度低、响应时间长等问题。近年来，光纤传感技术成为一种新颖的检测方法，其具有高灵敏度、快速响应等优点。
3.实验方法
我们利用多模光纤作为传感器平台，通过表面等离子体共振技术实现对氢气的检测。具体实验步骤如下:
(1)制备多模光纤传感器:在多模光纤的一端制备一个微纳米级的金属薄膜。
(2)表面等离子体耦合:通过调节光纤与金属薄膜之间的距离，使其处于表面等离子体共振条件。
(3)加入氢气:将氢气注入传感器系统，并记录光纤的传输特性的变化。
4.结果与讨论
我们对不同浓度的H₂气体进行了测试，实验结果显示，传感器对H₂的灵敏度随浓度的增加而增强。同时，由于表面等离子体共振的作用，传感器对氢气有较高的选择性，并且能够快速响应。
5.总结与展望
本研究开发了一种基于表面等离子体共振的多模光纤H₂传感器，该传感器具有高灵敏度、快速响应和较高的选择性。未来，我们将进一步优化传感器结构，提高其灵敏度和稳定性，并探索其在其他气体传感领域的应用。
关键词:表面等离子体共振、多模光纤、氢气传感器、灵敏度、选择性