论文摘要
从上个世纪90代以来光通信方面使用的光波导在传感器领域的应用研究引起了科学研究者的重视。因为光波导里传输的光对光波导表面结构的变化敏感,利用这个特点可以开发高灵敏度的传感器。本论文围绕光波导传感技术作了以下几个方面的研究工作:1、研究了光波导物理参数（厚度、折射率）与表面灵敏度之间的关系,改进了复合光波导传感元件灵敏度计算方法,建立了消失波型传感元件灵敏度分析方法,并在此基础上开发了灵敏度计算软件,为高灵敏度光波导传感元件的制作提供了理论基础;改进薄膜折射率的计算方法为灵敏度计算提供了可靠的参数。2、通过仪表自动化技术作了光波导传感器检测系统的智能化研究,用数据采集技术将检测系统与计算自连接并开发配套使用的数据采集及绘图软件,提高了检测系统的性能,并为系统的小型化作了前期工作。3、选择刚果红交联聚乙烯醇为敏感试剂,研究了玻璃光波导和复合光波导酸性气体敏感元件。研究结果显示这两种敏感元件对HCl气体的灵敏度和选择性高,能够检测10-9数量级的HCl气体。低浓度的其它气体（SO2、NOx、H2S和挥发性有机物蒸气）对低浓度HCl气体的检测没有干扰。4、以三乙醇胺铜配合物为敏感试剂,研究了该配合物溶液在通入SO2、HCl、NOx、H2S、NH3气体前后的可见吸收光谱的变化,并在此基础上研制了选择性检测SO2气体的敏感元件。该敏感元件能够检测10-9数量级的SO2气体;低浓度的其它气体（HCl、NOx、H2S、NH3和挥发性有机物蒸气）对低浓度SO2气体检测没有干扰。
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摘要Abstract第一章 绪论1.1 传感器1.2 化学传感器1.2.1 电化学传感器1.2.2 热量式化学传感器1.2.3 场效应传感器1.2.4 质量传感器1.2.5 光化学传感器1.3 平面光波导化学传感器1.3.1 平面光波导化学传感器1.3.2 平面光波导化学传感器的分类1.4 本论文研究目标和内容第二章 光波导理论2.1 光的反射定律、折射定律和全反射2.2 平面光波导2.2.1 折射率突变型平面光波2.2.2 折射率渐变型平面波导的导模2.3 Goos-H?nchen 位移和波导有效厚度2.4 光波导传感原理2.5 平面光波导中光的耦合2.6 玻璃光波导制备第三章 光波导传感元件灵敏度计算软件的开发3.1 复合光波导传感元件灵敏度计算模型3.1.1 灵敏度计算方法3.1.2 薄膜波导有效折射率和截止厚度3.2 复合光波导传感元件灵敏度计算软件的设计3.2.1 软件的总体设计3.2.2 基本计算模块的实现3.2.3 最高灵敏度-折射率-厚度曲线3.2.4 最高灵敏度-入射光波长-厚度曲线3.3 消失波传感器传感元件的灵敏度分析3.4 敏感试剂薄膜折射率及厚度的测定3.4.1 椭圆偏振测量仪测量原理3.4.2 数据处理3.4.3 编程与数值试验第四章 光波导检测系统的智能化研究4.1 系统硬件结构及接口设计4.1.1 硬件结构4.1.2 A/D 采集卡设备的驱动和数据的采集4.2 系统软件设计4.2.1 系统的总体设计4.2.2 数据的采集和图形显示功能的实现4.3 数据分析模块的实现第五章 刚果红交联聚乙烯醇为敏感试剂的光波导HCl 气体传感器研究5.1 实验部分5.1.1 试剂和仪器5.1.2 敏感试剂的制备+交换玻璃光波导敏感元件的制备'>5.1.3 CR-PVA/K+交换玻璃光波导敏感元件的制备2薄膜/K+交换玻璃复合光波导敏感元件的制备'>5.1.4 CR-PVA/TiO2薄膜/K+交换玻璃复合光波导敏感元件的制备5.1.5 酸性气体的制备5.1.6 检测5.2 结果与讨论5.2.1 光谱分析2薄膜/K+交换玻璃复合光波导'>5.2.2 TiO2薄膜/K+交换玻璃复合光波导5.2.3 制备CR-PVA 薄膜.5.2.4 酸性气体的检测原理+交换玻璃光波导敏感元件的响应曲线'>5.2.5 CR-PVA/K+交换玻璃光波导敏感元件的响应曲线5.2.6 复合光波导敏感元件的响应曲线2气体'>第六章 掺杂三乙醇胺铜配合物的PVA 复合薄膜SO2气体6.1 实验部分6.1.1 试剂和仪器6.1.2 敏感试剂的制备6.1.3 敏感元件的制备6.1.4 配合物的气敏性能测试6.1.5 气体检测6.2 结果与讨论6.2.1 光谱分析6.2.3 配合物乙醇溶液的气敏性6.2.4 敏感元件2 气体检测原理'>6.2.5 SO2气体检测原理2 气体的响应曲线'>6.2.5 敏感元件对SO2气体的响应曲线第七章 结论参考文献硕士研究生期间论文发表情况致谢
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