聚合物全息传感器的光热效应及其可调谐滤波特性
2020-07-13刘丽丽王保华刘鸿鹏
仪表技术与传感器 2020年6期
刘丽丽,刘 琪,于 丹,王保华,李 立,刘鸿鹏
(1.天津理工大学理学院,天津 300384;2.中国民航大学理学院,天津 300300)
0 引言
全息传感器是一种新兴的光学传感器[1-4]。由于其制备成本低廉,具有显著的光谱学传感现象与可视化的全息图像,近年来受到了国内外研究人员的广泛关注。全息传感器主要依赖于光敏记录材料内部的全息体光栅作为核心部件[5-7]。两束相干光干涉能够产生光强度的空间调制分布。当光敏记录介质放置于该空间范围内,便能够在记录材料内形成相位型全息体光栅。全息传感器的传感响应主要通过全息体光栅的衍射特征实现。外部环境特征的变化,如温度、湿度、气体等,能够导致聚合物记录介质发生膨胀与收缩[8-13]。材料内部的全息体光栅将随之发生折射率调制度、光栅间距、材料的平均折射率等一系列的变化。
当一束准直宽频光源严格按照原始记录光方向入射光栅后,未发生任何改变的全息体光栅将衍射原始记录光波长的衍射光。若发生传感响应,相应的光栅衍射特征将随着环境特征的变化而变化,如将产生包括衍射光谱峰值波长偏移、衍射强度变化等在内的多种衍射现象改变。应用普通的光纤光谱仪便能够实时采集衍射光谱峰值波长。通过标定波长偏移量与外部环境参量的变化,便能够实现全息传感器的定标与性能测试。相比于其他传感方式,如光子晶体[14]、光纤Bragg光栅[15]等,全息传感器有着自身的显著优势。……
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