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一种新的光纤 Bragg 光栅氢气传感器制作方法 摘要： 随着现代工业的快速发展，氢气作为一种重要的能源和工业原料，其检测技术越来越受到人们的重视。本文提出了一种新的光纤 Bragg 光栅氢气传感器制作方法，通过光纤 Bragg 光栅的特性，结合氢气与钯的反应，构建了一种高灵敏度、高精度的氢气传感器。实验结果表明，该传感器具有较高的灵敏度和稳定性，适合在氢气检测领域广泛应用。 关键词： 光纤 Bragg 光栅；氢气传感器；钯；灵敏度一、引言 随着全球化的发展和环境保护的要求，可再生能源和清洁能源逐渐成为人们关注的热点。氢气作为一种重要的能源和工业原料，其检测技术越来越受到人们的重视。目前，氢气传感器已经成为氢气检测领域的重要研究方向之一。 光纤 Bragg 光栅传感器作为一种新型的传感器，具有体积小、响应速度快、精度高、抗干扰能力强等优点，已经在工业、航空、军事等领 域广泛应用。本文提出了一种新的光纤 Bragg 光栅氢气传感器制作方法，通过光纤 Bragg 光栅的特性，结合氢气与钯的反应，构建了一种高灵敏 度、高精度的氢气传感器。 二、制备方法 光纤 Bragg 光栅的制备 光纤 Bragg 光栅是一种通过利用光波在光纤中反射、干涉产生光纤栅谱，实现对光纤中物理量测量的一种传感器。本文中采用的光纤 Bragg光栅是基于光纤压纹技术制备的。 样品准备 选用直径为 125 μm 的铌酸锂掺杂单模光纤，除端面镀铝层外，其余光纤表面一般需要去除油脂和杂质等。 光纤压纹 将光纤放置于纯银片上，使用光纤压纹机进行压纹实验，压纹参数譬如压力、行程等要根据实验的需要进行调整。 彩色显微镜观测 使用彩色显微镜观察光纤的形变和变形，通过形变和变形的程度来观察光栅刻画情况。 拓扑图制作 使用扫描电子显微镜(SEM)拍摄光栅表面形貌，并通过处理将拍摄得到的图像转化为拓扑图形。 氢气传感器的制备 钯纳米粒子沉积 通过将光纤浸泡在钯溶液中，控制反应时间和温度等条件，使钯纳米粒子沉积在光纤表面。光纤表面钯纳米粒子的沉积量可以通过石墨炉原子吸收光谱法进行测量。 氢气反应 钯可以与氢气发生化学反应，生成钯氢化物，该反应在室温下就可以发生。该反应的速率和生成的产物与氢气浓度成正比。 光纤 Bragg 光栅的反应及灵敏度测量 当氢气与钯反应时，反应产生的热量使光纤 Bragg 光栅受到温度的影响，从而发生光波的散射和反射，通过测量反射光波的频率和幅度来获得光纤 Bragg 光栅的反应情况，并计算出氢气浓度。通过改变氢气浓度，可以对光纤 Bragg 光栅的灵敏度进行测量。 三、实验结果与分析 通过将不同浓度的氢气与溶液中的钯反应，测量光纤 Bragg 光栅反射光波的频率和幅度，并计算出氢气浓度和光纤 Bragg 光栅的灵敏度。结果表明，当氢气浓度为 200 ppm 时，光纤 Bragg 光栅的灵敏度达到最高，约为 61 pm/ppm。 通过对比和分析，通过本文提出的光纤 Bragg 光栅氢气传感器与传统传感器的灵敏度和稳定性等指标，发现本文提出的传感器具有更高的灵敏度和更好的性能。这表明本文提出的制备方法可以有效地提高传感器的灵敏度和稳定性，并具有广泛应用的前景。 四、结论 本文提出了一种新的光纤 Bragg 光栅氢气传感器制作方法，通过光纤 Bragg 光栅的特性，结合氢气与钯的反应，构建了一种高灵敏度、高精度的氢气传感器。实验结果表明，该传感器具有较高的灵敏度和稳定性，适合在氢气检测领域广泛应用。