镍钛合金表面离子液体掺杂聚苯基吡咯纤维涂层的制备及其对多氯联苯的高效固相微萃取

采用水热法和电沉积法在镍钛(NiTi)合金表面构筑1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体(IL)掺杂聚苯基吡咯(PPPy)纤维涂层,成功制备了新型IL@PPPy-TiO_2/NiOCNSs固相微萃取(SPME)纤维。将该新型纤维与高效液相色谱(HPLC)联用,以多氯联苯(PCBs)、邻苯二甲酸酯(PAEs)、多环芳烃(PAHs)和紫外线(UV)吸收剂为模型分析物评价其萃取性能。结果显示,该纤维对PCBs有较强的萃取选择性和较高的萃取效率。在优化条件下,5种PCBs在一定质量浓度范围内呈良好线性,相关系数r≥0.998 6,检出限(LOD)为0.015～0.11μg/L。采用单支纤维在同日和隔日对50μg/L PCBs混合标准溶液进行萃取测定,相对标准偏差(RSD)分别为4.7%～6.1%和5.4%～7.0%,相同方法制备的5支纤维测定的RSD为6.5%～7.7%。实际水样的加标回收率为83.0%～104%,RSD不大于8.6%。所建立的SPME/HPLC法适用于不同环境水样中痕量PCBs的快速萃取和高效测定。     

Theoretical study on negative permittivity of the material producing sharp surface plasmon resonance dips

Using theoretical simulations for optical fiber surface plasmon resonance(SPR) sensors and prism-based SPR sensors coated with negative permittivity material(NPM), we investigated the effect of the permittivity of NPM on the transmitted spectrum of optical fiber SPR sensors and the reflected spectrum of prism-based SPR sensors and then obtained optimum permittivity of the NPM, which can excite the sharpest SPR spectrum in the white light region(400–900 nm).     

基于WO3- Pd复合膜的D型光纤光栅氢气传感器

采用磁控溅射方法在侧边抛磨的光纤光栅（D型光纤光栅）上溅射40 nm WO3-Pd复合薄膜,制作了D型光纤光栅氢气传感器.40 nm WO3-Pd复合薄膜是由5 nm的WO3、5 nm的WO3/Pd混合膜和30 nm的Pd 薄膜组成.实验中,首先采用射频溅射技术向D型光纤光栅溅射5 nm WO3薄膜,再利用共溅射技术溅射5 nm WO3/Pd混合膜,最后用直流溅射技术溅射30 nm的Pd薄膜.SEM结果显示在多次通氢气后WO3-Pd薄膜仍然具有较好的表面形貌,这说明WO3-Pd复合薄膜具有较好的机械性能.实验结果表明:该氢气传感器具有较好的重复性,同镀有同样氢气敏感膜的普通FBG相比,D型光纤光栅的灵敏度提高了200%|在氢气体积浓度为6%时,D型光纤光栅传感器的波长变化为15pm.     

溶胶凝胶法制备Pt/WO3氢气敏感材料的研究

采用溶胶凝胶法制备纳米级WO₃,掺杂不同含量的氯铂酸并混合搅拌均匀,再进行热处理,将所得粉体均匀涂覆在光纤光栅周围,制备出具有氢敏特性的光纤光栅传感器.实验中,通过改变氯铂酸掺杂量和热处理温度并进行XRD物相分析得:随着Pt:W的降低以及热处理温度的升高,WO₃的结晶度不断提高;通入不同浓度的氢气对传感器进行氢敏性能测试发现,经过300℃热处理,Pt:W为1:9时,对4%浓度的氢气能达到15 s的响应速度,最高有140 pm的中心波长变化,多次重复通氢气,重复性良好;当热处理温度达到500℃时,材料对氢气已经不敏感.     

Real-time surface figure monitoring of optical elements in continuous polishing

A real-time monitoring system is set up based on a computer, dynamic interferometer, beam expanding system,and a beam reflecting system. The stability and repeatability of the monitoring system is verified. A workpiece and a glass monitoring plate are placed in the same ring. The surface figure of the workpiece, monitored by the monitoring plate, synchronizes with the surface of the glass monitoring plate in terms of peak–valley and power.The influence of the reflection and transmission surface are discussed in theory and a numeral deviation in online and offline testing data is quantitatively analyzed. The new method provides a quick and easy real-time method to characterize changes to the optical surface during polishing.     

基于飞秒激光加工的马赫-曾德尔干涉氢气传感器

介绍了一种基于光纤微加工的氢气传感技术方案。利用波长为800nm的飞秒激光脉冲在普通单模光纤上加工马赫-曾德尔(M-Z)干涉腔,并采用磁控溅射方法在加工后的M-Z干涉微腔上溅射钯(Pd)膜,制备了一种新型的光纤氢气传感器。分析了加工工艺对微腔干涉效果的影响,选择合适的加工参数以及加工后对微腔进行后续处理,可使微腔的透射光谱的分辨率得到提高。实验研究了腔长为40μm的M-Z干涉传感器分别镀36nm、110nmPd膜后,对氢气的响应。结果表明,在不同的氢气浓度下,镀Pd膜的M-Z干涉传感器都表现出对氢气的敏感特性,随着氢气浓度的增大,透射光谱会向长波长方向偏移,其中Pd膜厚度为110nm比厚度为36nm的传感器对氢气有更好的灵敏度。     

溶胶凝胶法制备Pt/WO3氢气敏感材料的研究

采用溶胶凝胶法制备纳米级WO3,掺杂不同含量的氯铂酸并混合搅拌均匀,再进行热处理,将所得粉体均匀涂覆在光纤光栅周围,制备出具有氢敏特性的光纤光栅传感器.实验中,通过改变氯铂酸掺杂量和热处理温度并进行XRD物相分析得:随着Pt∶W的降低以及热处理温度的升高,WO3的结晶度不断提高;通入不同浓度的氢气对传感器进行氢敏性能测试发现,经过300℃热处理,Pt∶W为1∶9时,对4%浓度的氢气能达到15s的响应速度,最高有140pm的中心波长变化,多次重复通氢气,重复性良好;当热处理温度达到500℃时,材料对氢气已经不敏感.     

超微型全石英光纤Fizeau腔水下激波压力传感器

介绍了一种制作在光纤端头的超微型Fizeau腔水下激波压力传感器,给出了传感器的基本理论和制作工艺;采用被动零差解调技术对该光纤Fizeau腔在冲击压力波作用下的瞬态速变干涉相位进行解调;采用活塞式压力计和聚焦式电磁冲击波源进行静态和动态定标实验。在0～60 MPa压力量程范围内,系统的定标结果如下:满量程时的线性度、重复性、回程误差和基本误差分别为3.26%、0.01153%、0.07%和3.407%,动态响应时间小于0.75μs。     

基于光纤微结构加工和敏感材料物理融合的光纤传感技术

将功能敏感材料与光纤在物理层面进行有机融合,充分发挥光纤传感器在结构集成、材料集成等方面的优势,将有望发展新型的光纤传感器件和系统.本文综述了飞秒激光光纤微加工技术分别在标准的单模光纤和光纤光栅上制备微结构,再结合敏感材料制备技术,实现在物理层面上光纤传感器材料和结构的集成和融合,探索实现新型高性能的光纤传感新技术.