1.一种基于纳米同轴波导管的光纤氢气传感器,其特征在于,由光纤、设置于光纤端面上的周期性环形共轴腔阵列结构以及包裹于周期性环形共轴腔阵列结构外侧的钯层组成。
2.一种权利要求1所述基于纳米同轴波导管的光纤氢气传感器的制备方法,其特征在于,具体包括如下步骤:
(1)配置体积浓度为0.05%的聚苯乙烯微球胶体溶液,将所述聚苯乙烯微球胶体溶液注射到水表面,形成有序的聚苯乙烯微球薄膜;
(2)将步骤(1)形成的聚苯乙烯微球薄膜转移至切割平整的多模光纤端面上,进行自然干燥;
(3)自然干燥后,采用等离子体氧刻蚀多模光纤端面上的聚苯乙烯微球,在多模光纤端面上得到周期性分散排布的聚苯乙烯微球阵列;
(4)以步骤(3)中周期性分散排布的聚苯乙烯微球阵列为掩膜,用等离子体三氟甲烷刻蚀未被聚苯乙烯微球覆盖的多模光纤的端面,刻蚀深度1.5‑2μm,随后通过磁控溅射法镀上厚度为50nm的银层;
(5)通过胶粘法去除聚乙烯微球阵列后,采用体积分数为2%、腐蚀速率为300nm/min的氢氟酸溶液进行腐蚀,腐蚀深度1.5‑2μm,再采用磁控溅射法镀上厚度为1.5‑2μm的银层,形成环形狭缝结构的等离子体超材料;
(6)在步骤(5)形成环形狭缝结构的等离子体超材料上使用70mM的K2PdCl4和20mM 的H2SO4混合溶液电沉积钯,得到具有纳米同轴波导管的光纤氢气传感器。
3.根据权利要求2所述基于纳米同轴波导管的光纤氢气传感器的制备方法,其特征在于,所述聚苯乙烯微球的直径为600‑700nm。
4.根据权利要求2所述基于纳米同轴波导管的光纤氢气传感器的制备方法,其特征在于,所述多模光纤的纤芯直径为150‑200μm。
5.根据权利要求2所述基于纳米同轴波导管的光纤氢气传感器的制备方法,其特征在于,步骤(3)中等离子体氧刻蚀的条件为:射频功率30W、通量为30sccm的O2、气压5Pa。
6.根据权利要求2所述基于纳米同轴波导管的光纤氢气传感器的制备方法,其特征在于,步骤(4)中等离子体三氟甲烷刻蚀的条件为:射频功率300W、通量40sccm 的CHF3、气压
5Pa。
7.根据权利要求2所述基于纳米同轴波导管的光纤氢气传感器的制备方法,其特征在于,所述电沉积钯的膜厚度为5‑10nm。