[发明专利]光纤爆炸物传感器荧光敏感薄膜制备方法、光纤爆炸物传感器及爆炸物蒸气检测系统

权利要求书

1.一种光纤爆炸物传感器荧光敏感薄膜制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）用紫外固化胶密封空芯光子晶体光纤的包层空气孔，其包括：

第一步，在载玻片上滴上紫外固化胶，

第二步，将空芯光子晶体光纤水平置于载玻片上，并使空芯光子晶体光纤的一端浸在紫外固化胶中，利用毛细作用力使紫外固化胶进入到空芯光子晶体光纤的包层空气孔和纤芯空气孔中；

第三步，填充一段时间后取出空芯光子晶体光纤，待紫外固化胶固化后，选取合适的切割距离，将包层空气孔中填充有紫外固化胶的一段空芯光子晶体光纤切掉，剩下的空芯光子晶体光纤其纤芯空气孔中填充有一段紫外固化胶；

第四步，将剩下的空芯光子晶体光纤再次水平放置在载玻片上，并将其填充有紫外固化胶的一端浸在载玻片上的紫外固化胶中，使紫外固化胶进入到空芯光子晶体光纤的包层空气孔；

第五步，填充一段时间后取出空芯光子晶体光纤，待紫外固化胶固化后，选取合适的切割距离，将纤芯空气孔中填充有紫外固化胶的一段空芯光子晶体光纤切掉，剩下的空芯光子晶体光纤其纤芯空气孔中没有紫外固化胶，而包层空气孔中填充有紫外固化胶；

2）依次采用蒸馏水、无水乙醇、丙酮对空芯光子晶体光纤的纤芯空气孔内壁进行清洗，然后将清洗后的空芯光子晶体光纤放入真空干燥箱中；

3）将干燥后的空芯光子晶体光纤垂直放置于体积比为3:1的浓硫酸与双氧水混合溶液中，并保持混合溶液温度为80℃，活化石英表面上的羟基；

4）用无水乙醇冲洗空芯光子晶体光纤去除其上的浓硫酸与双氧水混合溶液，然后放置于乙烯基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中8小时，再将空芯光子晶体光纤取出依次用丙酮和无水乙醇冲洗干净，最后将空芯光子晶体光纤吹干；

5）制备荧光混合溶液：

将33.6mg烯苯基四苯基乙烯、100mg 八乙烯基聚倍半硅氧烷，120μL 1,6-己二硫醇和0.2mL低折射率紫外光学固化剂一起装入玻璃瓶中，然后量取一定量的四氢呋喃溶液加入玻璃瓶中，最后超声振荡半个小时得到溶质完全溶解的荧光混合溶液；

6）取荧光混合溶液置于内壁涂有聚四氟乙烯的容器内，采用气压驱动装置驱动容器内的荧光混合溶液进入到空芯光子晶体光纤的纤芯空气孔中，并使荧光混合溶液在空芯光子晶体光纤的纤芯空气孔中保持10min，在空芯光子晶体光纤纤芯空气孔的内壁上形成含烯苯基四苯基乙烯的爆炸物蒸气荧光敏感薄膜；

7）将经步骤6）涂膜后的空芯光子晶体光纤置于干燥箱中50℃加热干燥，然后将干燥后的空芯光子晶体光纤置于紫外灯下，使爆炸物蒸气荧光敏感薄膜固化。

2.一种光纤爆炸物传感器，其特征在于：包括空芯光子晶体光纤和采用权利要求1中所述光纤爆炸物传感器荧光敏感薄膜制备方法制备在空芯光子晶体光纤的纤芯空气孔内壁上的爆炸物蒸气荧光敏感薄膜。

3.一种包括权利要求2所述光纤爆炸物传感器的爆炸物蒸气检测系统，其特征在于：还包括半导体激光器、测试气室、光谱仪和计算机，所述测试气室设置有爆炸物蒸气入口、爆炸物蒸气出口和光纤穿入孔，所述光纤爆炸物传感器设在测试气室内，半导体激光器的尾纤通过光纤连接器与光纤爆炸物传感器的一端连接、光谱仪的尾纤通过光纤连接器与光纤爆炸物传感器的另一端连接，所述光谱仪的信号输出端与计算机连接；

所述光纤爆炸物传感器和半导体激光器的尾纤的对接端部之间留有间隙，所述光纤爆炸物传感器和光谱仪的尾纤的对接端部之间也留有间隙，所述间隙用于使爆炸物蒸气进入光纤爆炸物传感器的纤芯空气孔。