[发明专利]一种高灵敏纯钯型布喇格氢气传感器及其制作方法

权利要求书

1.一种高灵敏纯钯型布喇格氢气传感器，其特征在于：它包括光纤、传感探头和连接头，所述连接头安装在光纤的尾部，在光纤头部的纤芯上刻有光栅，所述光纤头部对应于光栅的区域为光纤光栅区，在所述光纤光栅区上包覆有氢敏金属层形成所述的传感探头。

2.根据权利要求1所述的高灵敏纯钯型布喇格氢气传感器，其特征在于：所述氢敏金属层为金属钯膜，所述金属钯膜的厚度是500±50nm。

3.根据权利要求2所述的高灵敏纯钯型布喇格氢气传感器，其特征在于：所述连接头为FC/APC连接头，在所述光纤上套有绝缘护套，所述光纤光栅区位于所述绝缘护套之外；所述金属钯膜通过粘附层粘接在光纤光栅区的包层上。

4.根据权利要求3所述的高灵敏纯钯型布喇格氢气传感器，其特征在于：所述粘附层由聚酰亚胺涂层和包覆在聚酰亚胺涂层上的金属薄膜层组成，所述聚酰亚胺涂层涂覆在光纤光栅区的包层上，所述金属钯膜包覆在金属薄膜层的外表面上。

5.根据权利要求4所述的高灵敏纯钯型布喇格氢气传感器，其特征在于：所述聚酰亚胺涂层的厚度是100±20μm，所述金属薄膜层的厚度是20±2nm，所述光纤光栅区的包层的厚度为30～70μm。

6.一种权利要求4或5所述高灵敏纯钯型布喇格氢气传感器的制作方法，其特征在于具体包括以下步骤：

⑴在光纤头部的纤芯上刻入光栅，光纤头部对应于光栅的区域为光纤光栅区；

⑵擦洗光纤光栅区的包层外表面；

⑶对光纤光栅区采用旋转喷涂方式喷涂聚酰亚胺涂层，得到氢气传感器半成品；

⑷在氢气传感器半成品的聚酰亚胺涂层上通过磁控溅射方式依次喷涂金属薄膜层和金属钯膜，得到氢气传感器成品。

7.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于：所述旋转喷涂方式是：将光纤光栅区浸泡在浓度为5～15％的聚酰亚胺溶液中，并匀速旋转光纤，旋转速度是0.2～1r/min，浸泡8～12分钟后取出，再进行阶梯式升温至60～100℃，然后降温至室温取出，得到氢气传感器半成品。

8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于：完成步骤⑴之后，腐蚀光纤光栅区的包层，具体包括以下步骤：

①擦洗光纤光栅区的包层外表面；

②在靠近光纤光栅区的两侧包覆护层，固定光纤光栅区的两侧以使光纤光栅区固定；

③在避光环境下，采用45～55％的HF溶液均匀滴于光纤光栅区的包层上，保持15～25min，HF溶液腐蚀光纤光栅区的包层；

④采用蒸馏水冲洗腐蚀后的光纤光栅区以去除残留的HF溶液，再常温晾干，转入步骤⑵。

9.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于：在所述步骤⑶中，阶梯式升温是从20℃升温至80℃且每次升温10℃，在每个温度恒温30±5分钟。

10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于：在所述步骤⑷中，磁控溅射方式采用的溅射气氛为氩气。