CN202404025U - 一种单根量子点掺杂聚合物纳米线的湿度传感器 - Google Patents
一种单根量子点掺杂聚合物纳米线的湿度传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN202404025U CN202404025U CN2011203890558U CN201120389055U CN202404025U CN 202404025 U CN202404025 U CN 202404025U CN 2011203890558 U CN2011203890558 U CN 2011203890558U CN 201120389055 U CN201120389055 U CN 201120389055U CN 202404025 U CN202404025 U CN 202404025U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- doped polymer
- humidity sensor
- quantum dot
- single quantum
- dot
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种基于单根量子点掺杂聚合物纳米线的湿度传感器,它通过微纳光纤倏逝波耦合的方式实现对单根量子点掺杂聚合物纳米线的光学激发和荧光收集,形成超低功耗、超长寿命、快速响应的单根量子点掺杂聚合物纳米线光学湿度传感器;本实用新型具有小型化、结构简单、功耗低、响应速度快、器件寿命长、易于集成等特点。目前已获得90毫秒的响应时间和7%-81%的环境相对湿度测量范围。
Description
技术领域
本实用新型涉及微光学元件、系统、光通讯、光学传感、光子集成电路,尤其涉及一种基于单根量子点掺杂聚合物纳米线的湿度传感器。
背景技术
基于单根量子点掺杂聚合物纳米线的湿度传感器是一种新型光学传感器,在科研、工业、环境等方面有广泛的应用,具有广阔的应用潜力和发展前景。随着功能化光学纳米线合成和制备工艺的改进,基于各种功能介质材料的功能化光学纳米线已经应用于传感器件、光电器件(激光器、LED、太阳能)、光通信器件等,极大得拓宽了光学纳米线的使用范围和应用领域,对于微纳光子学器件也提供了更多的选择。
目前国际上已经报道的纳米线湿度传感器包含电学和光学两大类,电学湿度传感器可靠稳定,但是响应速度慢,功耗大,容易受电磁干扰;光学湿度传感器具有响应速度快、抗电磁干扰等诸多优势,但并没有很好得实现低功耗和可观的器件寿命。而响应速度、器件寿命、功耗等对于纳米线湿度传感器的实际应用又是至关重要的,无论在上述任何一个技术参数的提升都将极大得推动光学传感领域以及相关领域的发展。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术的不足,提供一种基于单根量子点掺杂聚合物纳米线的湿度传感器。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:一种单根量子点掺杂聚合物纳米线的湿度传感器,它包括两根单模光纤、两根微纳光纤和一根量子点掺杂聚合物纳米线;所述量子点掺杂聚合物纳米线的两边各接一根微纳光纤,两根微纳光纤的另一端分别接一根单模光纤。
本实用新型的有益效果是:本实用新型的单根量子点掺杂聚合物纳米线的湿度传感器具有小型化、结构简单、功耗低、响应速度快、器件寿命长、易于集成等特点。目前已获得90毫秒的响应时间和7%-81%的湿度测量范围。
附图说明
图1是本实用新型的结构原理示意图;
图2是直径480纳米的量子点掺杂聚合物纳米线输出荧光光强依赖环境湿度(7%-81%)变化图;
图3是直径480纳米的量子点掺杂聚合物纳米线输出荧光光强依赖19%和54%湿度水平重复变化响应曲线;
图4 是直径480纳米的量子点掺杂聚合物纳米线在环境湿度从33%到54%变化时输出荧光光强的快速响应图。
图中,单模光纤1、微纳光纤2、量子点掺杂聚合物纳米线3。
具体实施方式
下面根据附图和实施例详细描述本实用新型,本实用新型的目的和效果将变得更加明显。
本实用新型单根量子点掺杂聚合物纳米线的湿度传感器,包括两根单模光纤1、两根微纳光纤2和一根量子点掺杂聚合物纳米线3,量子点掺杂聚合物纳米线3的两边各接一根微纳光纤2,两根微纳光纤2的另一端分别接一根单模光纤1。
本实用新型制备过程如下:
1、首先通过溶液拉伸法制备出直径50-800纳米,长度在100-5000微米的高光学品质的量子点掺杂聚合物纳米线3。
2、在显微镜下利用两根钨丝探针对量子点掺杂聚合物纳米线3进行截短和转移等微纳操作,将量子点掺杂聚合物纳米线3截至300-500微米,然后架空在由两片氟化镁基片构成的微槽上。
3、使用火焰加热拉伸法分别从两根单模光纤1的一端拉制微纳光纤2,在显微镜下通过微纳操作将两根微纳光纤2分别与量子点掺杂聚合物纳米线3的两端相连,制备得到本实用新型单根量子点掺杂聚合物纳米线的湿度传感器。
本实用新型的工作过程如下:本实用新型单根量子点掺杂聚合物纳米线的湿度传感器使用于监控环境湿度。将单模光纤1两端分别与激发光源(波长532纳米,光功率100皮瓦)和光探测器相连,监控光探测器得到输出信号光的强度变化得到该环境下的湿度水平。
本实用新型具有小型化、结构简单、功耗低、响应速度快、器件寿命长、易于集成等特点。目前已获得90毫秒的响应时间和7%-81%的环境相对湿度测量范围。
实施例1
使用溶液拉伸法制备出直径480纳米,长度500微米,掺杂质量浓度为0.3%的量子点掺杂聚合物纳米线,在光学显微镜下用钨丝探针将其截短为300微米长度,并转移架空到由两片氟化镁基片构成的250微米宽度微槽上。再利用两根微纳光纤通过倏逝波耦合的方式实现激发光的输入和信号荧光的输出。激发光为532纳米连续光,光功率为100皮瓦量级。附图1是本实用新型的结构原理示意图。由于量子点的比表面积较大,并且对环境变化(例如湿度、pH、温度等)敏感,通过连续变化环境湿度,该传感器的输出信号光强会随之改变。附图2为单根量子点掺杂聚合物纳米线湿度传感器输出荧光光强依赖环境湿度变化图。
实施例2
改变湿度水平(载气为氮气,混合水蒸气),该单根量子点掺杂聚合物纳米线湿度传感器对环境湿度变化表现出优异的重复性。附图3是单根量子点掺杂聚合物纳米线湿度传感器输出荧光光强依赖19%和54%湿度水平重复变化响应曲线。迅速改变环境湿度水平,该湿度传感器表现出快速的输出光强变化,即为该湿度传感器的光学响应时间。附图4是单根量子点掺杂聚合物纳米线湿度传感器在环境湿度从33%到54%快速变化时输出荧光光强的响应图。
实施例3
使用溶液拉伸法制备出直径800纳米,长度1000微米,掺杂质量浓度为0.3%的量子点掺杂聚合物纳米线,在光学显微镜下用钨丝探针将其截短为500微米长度,并转移架空到由两片氟化镁基片构成的450微米宽度微槽上。再利用两根微纳光纤通过倏逝波耦合的方式实现激发光的输入和信号荧光的输出。实验证明,该量子点掺杂聚合物纳米线也能对环境湿度表现出优异的传感性能。
上述具体实施方式用来解释说明本实用新型,而不是对本实用新型进行限制,在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内,对本实用新型作出的任何修改和改变,都落入本实用新型的保护范围。
Claims (1)
1.一种单根量子点掺杂聚合物纳米线的湿度传感器,其特征在于,它包括两根单模光纤(1)、两根微纳光纤(2)和一根量子点掺杂聚合物纳米线(3);所述量子点掺杂聚合物纳米线(3)的两边各接一根微纳光纤(2),两根微纳光纤(2)的另一端分别接一根单模光纤(1)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2011203890558U CN202404025U (zh) | 2011-10-13 | 2011-10-13 | 一种单根量子点掺杂聚合物纳米线的湿度传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2011203890558U CN202404025U (zh) | 2011-10-13 | 2011-10-13 | 一种单根量子点掺杂聚合物纳米线的湿度传感器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN202404025U true CN202404025U (zh) | 2012-08-29 |
Family
ID=46701666
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2011203890558U Expired - Fee Related CN202404025U (zh) | 2011-10-13 | 2011-10-13 | 一种单根量子点掺杂聚合物纳米线的湿度传感器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN202404025U (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112730324A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-04-30 | 中山大学 | 基于量子点掺杂的pla纳米线共振散射折射率传感器 |
-
2011
- 2011-10-13 CN CN2011203890558U patent/CN202404025U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112730324A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-04-30 | 中山大学 | 基于量子点掺杂的pla纳米线共振散射折射率传感器 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102374972A (zh) | 单根量子点掺杂聚合物纳米线的湿度传感器及其制备方法 | |
Wang et al. | Functionalized polymer nanofibers: a versatile platform for manipulating light at the nanoscale | |
CN101713738B (zh) | 表面增强拉曼散射光纤探针 | |
CN102183506B (zh) | 基于表面增强拉曼散射光纤探针的微量物质检测装置 | |
CN100356638C (zh) | 微光纤环形结光学谐振腔 | |
Jakubowski et al. | Luminescent solar concentrators based on melt-spun polymer optical fibers | |
CN101299020A (zh) | 基于单根高分子纳米线的光学气体传感器 | |
CN102680452A (zh) | 一种集成微流控光学的双探测生化传感检测仪 | |
CN101216355A (zh) | 光子晶体光纤荧光温度传感器及测量系统 | |
CN103823125A (zh) | 一种基于细芯光纤和磁流体的电场传感器 | |
CN103308488B (zh) | 单晶钯纳米线表面等离子体氢气传感器及其制备与使用 | |
Yuan et al. | Humidity sensor based on micro optical fiber array fabricated by electrospinning | |
Zhao et al. | A microfiber temperature sensor based on fluorescence lifetime | |
CN202404025U (zh) | 一种单根量子点掺杂聚合物纳米线的湿度传感器 | |
Chauhan et al. | ZnO nanostructures coated no-core fiber refractive index sensor | |
CN201222030Y (zh) | 一种基于单根高分子纳米线的光学气体传感器 | |
Girei et al. | Tapered multimode fiber sensor for ethanol sensing application | |
Wang et al. | The development and progression of micro-nano Optics | |
CN203811538U (zh) | 马赫-曾德干涉仪与微腔级联的强度探测型传感器 | |
CN104535540A (zh) | 基于回音壁模式的单晶钯纳米短棒表面等离子体氢气传感器及其制备方法和应用 | |
CN101060230A (zh) | 利用倏逝波耦合增益的微光纤环形结染料激光器 | |
CN202267759U (zh) | 一种微光纤布拉格光栅 | |
CN102354016A (zh) | 微光纤布拉格光栅及其制备方法 | |
CN2771851Y (zh) | 用于荧光分光光度计的光纤耦合装置 | |
CN102645235B (zh) | 一种基于rsoa的fbg传感解调装置及方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120829 Termination date: 20141013 |
|
EXPY | Termination of patent right or utility model |