[发明专利]氨气传感器及其制备方法和使用方法

权利要求书

1.氨气传感器的使用方法，其特征在于：

所述氨气传感器基于拉锥微纳光纤耦合器结构，通过如下步骤制备：

1）将两段单模光纤扭转缠绕在一起并于中间部位选取25-30mm剥离涂覆层，酒精清洗擦拭干净后将光纤固定在拉锥平台夹具中，加热至软化后运行拉锥程序；

2）通过光谱仪反馈的数据信息调整拉锥程序执行细节，耦合器制作完成后，通过低折射率紫外胶固定在基底平台上；

3）将用作涂层材料的丙二醇物质滴于直径0.5厘米的圆形容器中，并放置在电控位移台上固定；将固定有耦合器的基底倒置于电控位移台上，调整位置使耦合器锥区浸没于聚合物液滴中；

4）开启电控位移平台，将聚合物反复涂抹于锥区，并通过适当增加或减少涂覆次数来控制薄膜厚度，涂覆完毕后将基底呈竖直状态固定24小时辅助聚合物涂层形成均匀的薄膜；

所述氨气传感器的使用方法，包括如下步骤：

宽带光源发射的光信号经由耦合器输入端口进入后传输到耦合器的熔接处；由于拉锥光纤不再满足单模传输条件，在锥区会激发出更高阶的纤芯模式，并且与基模共同向前传输；

当光经过耦合器的锥区时，由于光纤直径锐减，光纤结构及尺寸的变化会改变微纳光纤的倏逝场，并激发高阶模式，被激发出来的高阶模式与基模会使光沿着微纳光纤传输到第二个过渡区域，并进行重新耦合，满足相位匹配条件的模式之间会发生干涉，形成干涉谱；

当光经过耦合器的锥区时，不同模式的光信号具有不同的群折射率和群速度，其对外部折射率变化的反馈亦不同，当在一定波段满足特定条件时，会在该波段附近形成两组干涉谱，在外部折射率发生变化的时候，两组干涉谱会相向或背向移动，达到提高灵敏度的目的；

对氨气敏感的聚合物材料丙二醇涂覆在锥区表面，当氨气浓度发生变化时涂层的折射率也随之发生变化，折射率的变化会导致干涉谱的变化，从而实现氨气浓度的测量；

将传感器置于密闭的测量装置内,测量装置与装有稀释氨水溶液的注射器相连,通过注入氨水溶液来改变装置内氨气的浓度；

光由出射端单模光纤输出到光谱分析仪，对其作进一步的光谱分析及数据记录。