电纺微纳光纤的制备及其传感性能研究

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1、？ｔ分类号：密级：Ｃ：ＵＤ：编号理学硕士学位论文电纺微纳光纤的制备及其传感性能研究硕士研究生：齐秀秀指导教师：杨兴华教授学科、专业：光学论文主审人：田凤军副教授哈尔滨工程大学２０１７年２月分类号：密级：UDC：编号：理学硕士学位论文电纺微纳光纤的制备及其传感性能研究硕士研究生：齐秀秀指导教师：杨兴华教授学位级别：理学硕士学科、专业：光学所在单位：理学院论文提交日期：2017年12月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学Classi

2、fiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.SciResearchonthepreparationandsensingpropertiesofelectrospunmicro/nanofiberCandidate:QiXiuxiuSupervisor:Prof.YangXinghuaAcademicDegreeAppliedfor:MasterofScienceSpecialty:OpticsDateofSubmission:Dec.,2017Dateo

3、fOralExamination:Mar.,2018University:HarbinEngineeringUniversity摘要21世纪起，光学器件在生产生活各个方面越来越受到重视。伴随工业发展和科技的进步，光学器件逐渐朝更优异的工作性能、更小的器件尺寸方向发展。微纳光波导是微纳光子器件的重要组成部分，具有紧凑、低损耗、强光约束能力等特点，在传感器、通信、光电器件等方面拥有巨大的应用空间。本论文从微纳光纤这种微纳光波导出发，对它的制备过程以及其传感性能进行了深入探讨。本文重点研究了基于静电纺丝技

4、术的PMMA聚合物微纳光纤的制备方法。通过氧化铟锡的接收装置，使微纳光纤平行排列在接收装置上，从而可以直接让多根微纳光纤排列在实验所用的光波导上面，制作传感器时不用转移微纳光纤，达到原位测量的目的。本文研究了通过静电纺丝微纳光纤制作的湿度传感器，利用氧化铟锡玻璃之间沉积的多根PMMA微纳光纤的倏逝波传输和比表面积大的特点作为传感器的主要依据。实验结果表明传感器的输出光强与相对湿度成反比，且线性度和重复性良好。当相对湿度从35%上升到85%时，纺丝时间为240s的传感器的响应时间为8.9s，当相对湿度

5、从85%下降到35%时，该传感器的响应时间为96s。对比不同静电纺丝时间的传感器响应曲线可知，纺丝时间越长，传感器越灵敏。关键词：微纳光纤；静电纺丝；光纤传感ABSTRACTSincethebeginningofthe21stcentury,opticaldevicesarebecomingmoreandmoreimportantinourlives.Withtheadvancementofscienceandthedevelopmentofindustry,opticaldevicesarereq

6、uiredtodevelopinthedirectionofbetterperformanceandsmallerdevicedimensions.Micro/nanoopticalwaveguideisanimportantpartofthemicro/nanophotonicdevicesandhasmanyadvantages,suchascompact,lowlossandconstraintsability,etc.Ithasgreatdevelopmentpotentialinsenso

7、r,communicationandphotoelectricdevices.Inthisdissertation,wemainlyinvestigatethefabricationprocessofmicro/nanofiberanditssensingperformance.Inthisthesis,thepreparationmethodofPMMApolymermicro/nanofiberbasedonelectrostaticspinningtechnologyisstudied.Thr

8、oughreceiverofindiumtinoxide,parallelmicro/nanoopticalfiberisarrangedinthereceivingdevice.Therefore,itispossibletoarrangemultiplemicro/nanofibersdirectlyontheopticalwaveguideswhichusedinthesensorwithouttransferringmicro/nanofiberstoachi