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专利号: 2021113941696
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 光学
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种电致变色传感光纤,其特征在于电致变色传感光纤由电致变色材料制成的光纤纤芯1、掺杂对电极层材料的离子导体层制成的光纤包层2和有机聚合物导体层制成的光纤涂覆层3组成;光纤纤芯1位于最中心,中间为光纤包层2,最外面包裹光纤涂覆层3,三者为同轴同心圆结构,光可以光纤纤芯1中传输,而不会透过光纤包层2溢出。

2.权利要求1所述的电致变色传感光纤,其特征在于所述的光纤纤芯1是一种特殊金属离子掺杂的电致变色玻璃光纤,可以是纤芯高浓度掺杂WO3、MoO3、TiO2或NiO特殊金属氧化物的玻璃光纤,为提高掺杂浓度,光纤纤芯可以是WO3、MoO3、TiO2、NiO高浓度掺杂的多组分氧化物或氧氟化物玻璃光纤,特别是WO3高浓度掺杂的碲氧氟化物玻璃光纤。

3.权利要求1所述的电致变色传感光纤,其特征在于所述的光纤包层2可以是具有较高的离子电导率的SiO2、MgF2、Ta2O3、CeO2、V2O5、ZrO2基质玻璃透明材料。

4.权利要求1和权利要求3所述的电致变色传感光纤,其特征在于所述的光纤包层2可+ + + + ‑ ‑ ‑

以是在基质玻璃中掺杂一定量的H、Li 、Na、Ag或F 、CN、OH离子,这些离子能够进入纤芯并在电场条件下引起纤芯变色的玻璃材料,本发明优选易于通过气相沉积法制备包层管并易于拉制光纤且成本较低的掺杂NaF或LiF的SiO2光纤包层。

5.权利要求1所述的电致变色传感光纤,其特征在于所述的光纤纤芯1的纤芯直径范围可以在0.5μm‑4μm范围内,以获得较大的光学密度,容纳较多的电子和离子,同时又能保证响应速度和光纤耦合效率,同时保证蓝光等短波光传输的模式损耗较小。

6.权利要求1所述的电致变色传感光纤,其特征在于所述的光纤包层2的直径范围可以在120μm‑130μm范围内,此包层直径使得本发明的电致变色传感光纤与常规无源光纤更好的对准耦合和熔接。

7.权利要求1所述的电致变色传感光纤,其特征在于所述的光纤纤芯1与光纤包层2,光纤纤芯1的折射率大于光纤包层2,两者折射率的平方差取平方根的范围在0.04‑0.12,可以更好的与单模光纤进行耦合,减少耦合损耗。

8.权利要求1所述的电致变色传感光纤,其特征在于所述的光纤涂覆层3,可以是具有较高的离子电导率且具有非常好的柔性与弹性的有机聚合物材料聚乙烯氧化物PEO、聚丙烯氧化物PPO与碱盐LiClO4的复合物。