氨气传感器在很多领域如食品工艺、化学工程、医药诊断以及环境保护等方面有着重要的应用，其核心材料常用纯的或掺杂的金属氧化物如ZnO、SnO₂、TiO₂等，主要是因为其电学性质在氨气影响下会发生变化。尽管气体对材料光学性质影响的研究还并不充分，但利用光学性质对气体的响应来制造传感器却能避免电磁噪声，提高灵敏度。

 

最近，欧洲一科研小组，利用侧抛光单模光纤做为衬底，在其上用激光脉冲沉积（PLD）的方法沉积ZnO薄膜作为平面波导，基于光纤模与相应的平面波导模之间的分布耦会在暴露气体后对频降滤光器光谱产生影响，可制作简易高效的传感器元件。结果表明，室温下，ZnO光纤传感器在氨气浓度分别为500，1000，2000和5000ppm时，发生共振最小值的波长与空气中相比改变量依次为0.16，0.27，0.49，1.13nm，显示出比较广阔的可测浓度区间。以前的研究表明，ZnO薄膜的光学性质与衬底温度和沉积过程中氧气压有关。在不同温度和氧气氛下制备样品，发现在150℃衬底温度和20Pa氧气压下获得的薄膜光学性质能对氨气做出响应，因此可以用来做为氨气感应媒介。值得指出的是，在侧抛光光纤上沉积得到的ZnO平面波导，其晶体结构和表面形态与在石英晶体衬底上生长结果一样。

 

原文链接：http://www.sciencedirect.com/science/journal/01694332

 

（梁会力/编译）