导　　师： 邱建荣

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 和传统的接触式温度传感相比,非接触式光学温度传感具备免疫电磁干扰、快速响应、较高的温度灵敏度等优越性能,因而成为近些年来的研究热点,其中基于荧光强度比技术的光学温度传感因为具有自校准的特性,被认为是一种非常有前景的非接触测温方案。本文对Er掺杂的非晶温度传感材料展开了系统且深入的研究,涉及到的研究对象有玻璃、微晶玻璃和光纤,研究因素包括稀土浓度、局部环境声子能量、晶体场环境、光源热效应等,这有助于对光学温度传感材料的可控化、最优化、应用化发挥重要的促进作用。研究的内容以及成果如下:一、玻璃材料温度灵敏度影响因素探索:稀土离子热耦合能级差与掺杂浓度没有关系,但与其局部环境声子能量有关在碲酸盐玻璃基质中,采用只改变稀土离子摩尔浓度(Er为0.5,1,1.5)的方式去研究它们的相对灵敏度,发现当稀土离子浓度发生变化时,它的FIR自然对数关于绝对温度倒数的拟合直线的斜率基本不变,分别为1001.4±18.8、996.5±11.8、1017.2±26.3,这也意味它们的热耦合能级差大小并不受稀土浓度影响,所以它们的最大相对灵敏度大小也都保持一致。但采用只让F取代O的方式去研究碲酸盐玻璃和相应氟碲酸盐玻璃的相对灵敏度,发现Er在氟碲酸盐玻璃当中的热耦合能级差比在碲酸盐玻璃中的略大一些,分别约为642.9 cm和625.2 cm,说明氟碲酸盐玻璃当中的相对灵敏度会更高一些,我们把这种差异归因于稀土离子所在的局部环境声子能量发生变化所致。又采用只改变网络形成体的方式去研究碲酸盐玻璃和锗酸盐玻璃当中的温度灵敏度,结果证明Er3+在碲酸盐玻璃中的热耦合能级差要明显大于在锗酸盐玻璃当中的大小,它们分别约为695.5cm和638.2 cm,而TeO的振动能量要低于GeO,因此这进一步验证了稀土离子的热耦合能级差与其局部环

关 键 词： 温度传感 荧光强度比 玻璃 微晶玻璃 光纤

领　　域： []