[发明专利]一种基于石墨烯的光纤温度传感器及其制作方法

权利要求书

1.一种基于石墨烯的光纤温度传感器，其特征在于：在一段圆形普通光纤上，其中一段长度为1～3cm的区域设为光纤传感区，光纤传感区的部分包层被去除，光纤包层与纤芯界面的最短距离为1～3μm，在光纤传感区上沉积了还原氧化石墨烯薄膜，还原氧化石墨烯薄膜的厚度为10～30μm。

2.根据权利要求1所述的光纤温度传感器，其特征在于光纤传感区的部分包层被去除后形成“D”型光纤。

3.根据权利要求1所述的光纤温度传感器，其特征在于光纤传感区的部分包层被去除后还是圆柱型，剩余包层的厚度为1～3μm。

4.一种基于石墨烯的光纤温度传感器的制作方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）将圆形普通光纤中的一段1～3cm设为光纤传感区，通过抛磨或腐蚀将光纤传感区的包层去除一部分，在光纤传感区，光纤包层与纤芯界面的最短距离为1～3μm；

（2）制备还原氧化石墨烯；

（3）将还原氧化石墨烯溶于乙醇中形成石墨烯溶液，将该溶液滴到光纤光纤传感区，乙醇蒸发后形成还原氧化石墨烯薄膜的厚度为10～30μm。

5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于步骤（2）中还原氧化石墨烯的具体制备方法分为氧化和还原两步骤完成：

第一步制备纯净的氧化石墨：先采用Hummers法得到石墨粉，通过透析的方法去除氧化石墨中的盐和酸，再通过离心方法收集氧化石墨且风干；

第二步还原氧化石墨得到还原氧化石墨烯：先把氧化石墨分散在超纯水中，并用超声波处理3～5小时，以致大块的氧化石墨变成片状的纳米颗粒；然后取出上层清液，用离心分离法去除大片氧化石墨，剩下小片的氧化石墨溶液；用氢氧化铵把制备好氧化石墨溶液的PH值调到11后，往溶液中添加水合肼，形成混合物，通过水冷式冷凝器，将此混合物加热到95～100℃，保持2～3小时后自然冷却到室温，再用介质多孔玻璃过滤得到还原氧化石墨烯。

6.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于步骤（2）中制备的还原氧化石墨烯，其单片石墨烯的大小为2～10μm，厚度为0.68nm～1.46nm。

7.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于步骤（3）中，石墨烯溶液的浓度为10～15wt%，石墨烯溶液滴到光纤传感区之前超声处理20～30分钟，使石墨烯均匀的分布在乙醇中，避免石墨烯结块，石墨烯溶液滴到光纤传感区后置于室温环境，乙醇自然蒸发后石墨烯沉积于光纤传感区的剩余包层上。