0 引 言

折射率(RI: Refractive Index)传感器由于其在食品安全、 环境监测以及医疗等许多领域的应用而引起了广泛的关注。光纤传感器具有抗电磁干扰、 尺寸紧凑、 灵敏度高、 响应时间短等优势[1-3]。与石英光纤相比, 塑料光纤(POF: Plastic Optical Fiber)具有一些特有的优点, 例如成本低, 芯径大, 易于耦合, 高数值孔径和可见光波段的低衰减。此外, 塑料光纤柔韧性好, 软化温度低, 易于热定型, 有助于对其进行弯曲[4]及其他结构改变(如D形[5]、 锥形[6]、 螺旋形[7]等)。因此, 近年来塑料光纤已被广泛应用于位移传感、 折射率传感、 化学传感和生物传感等不同种类传感器开发[8-11]。

在塑料光纤传感器制备过程中, 通常会采用一些方法(如侧抛磨、 飞秒激光加工、 机械加工和拉锥等[12-14])去掉光纤包层及部分芯层, 让纤芯中泄漏的光能量与环境直接发生作用, 以达到提高灵敏度的目的, 但这些物理方法价格昂贵、 操作复杂, 并且很难控制表面形貌及纤芯直径。为了降低成本、 有效控制光纤直径及表面形貌, 有人采用湿腐蚀法制备塑料光纤传感器。Merchant等[15]首次报道了采用湿腐蚀法对塑料光纤进行处理, 采用丙酮水溶液对塑料光纤进行腐蚀, 得到了锥形结构, 并对腐蚀后光纤中传输的模式数及倏逝场情况进行了分析； Bhowmik等[16]采用丙酮溶液对单模塑料光纤进行蚀刻, 得到腐蚀后的塑料光纤光栅相比于未腐蚀的光纤具有更好的应变灵敏度； 赵明富等[17]采用三氯甲烷和无水乙醇混合溶液作为腐蚀剂, 利用湿腐蚀方法制备了塑料光纤折射率传感器, 分析了腐蚀剂浓度及腐蚀条件对光传输情况产生的影响, 并对传感器的折射率响应进行了测试。……