高弹性聚合物微形变的全息传感响应研究

发布时间：2025-05-29 00:28

　　光学传感方式由于具有远程、非接触、可视化的特点而受到广泛关注。然而光子晶体传感器制备繁杂、成本高、基底脆性等使其应用受到显著限制。全息传感器通过记载于光敏材料内部全息体光栅的衍射光谱表征外部环境特征,能够获得窄衍射谱,高线性度的传感性能,其对于表征物体形变有着重要的应用价值。主要从四个方面开展研究工作:(1)研制新型光敏丙烯酰胺高弹性聚合物作为全息传感器的记录介质,为全息形变传感器的研制提供合适的聚合物凝胶材料。构造透射式与反射式两种全息传感装置,详细测试并分析了传感器在拉伸、压缩形变情况下的传感响应性能。(2)分析传感器在拉伸微形变下,透射光栅和反射光栅衍射谱峰值波长与形变位移关系。进行光栅吸收谱分析,探究透射光栅红移诱因;分析材料平均折射率,探究拉伸过程中反射光栅蓝移诱因。利用两种体光栅的衍射谱来表征拉伸形变研究可逆性与可重复性,对不同厚度材料进行拉伸探索其性能。(3)探索压缩形变下反射光栅峰值波长与压力间的传感性,分析其线性关系。通过理论描述和传感参量对比,揭示反射光栅在微形变传感下的微观光栅响应机制,并深入探索聚合物全息形变传感器的应用潜力,研究压缩过程中反射光栅形变传感响应、可...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1全息传感原理示意图

中国民航大学硕士学位论文1第一章绪论1.1引言全息光学器件与装置在多种光通信相关领域有着重要应用，也一直是研究人员探索的重点课题。全息光学器件采用全息光栅作为光信号反馈手段，现象明显、光信号采集表征清晰[1-3]。有机聚合物借助于其自身较低的成本、简单的制备方式、全息图像记录快速....

图1-2水凝胶材料结构示意图

中国民航大学硕士学位论文2全息传感的响应装置可以系统地衍射紫外到近红外范围内的窄带光，用于检测和定量分析物和物理参数。它们可以使分析物响应材料功能化，以构建用于测试的高灵敏度光学传感器，其中包括视觉读数、快速周转时间和可逆性。全息技术可用于制造小型化和复用的轻量级一次性传感器。因....

图1-3不同湿度下全息传感器颜色外观

中国民航大学硕士学位论文3的水凝胶通常存在凝胶强度低、韧性差和吸水速度慢等缺点，无法满足使用的要求[25-27]。目前，研究者针对提高水凝胶的力学性能开展了大量的研究工作，开发了几类具有优异机械性能的新型凝胶，如拓扑型水凝胶、双网络结构水凝胶、复合水凝胶、大分子微球复合水凝胶、疏....

图1-4光子学形变传感器内部结构示意图

中国民航大学硕士学位论文4聚合结晶胶体阵列。然而，复杂的制备过程，如自组装、逐层沉积以及它们的低衍射效率限制了这些光学传感应用的普及[37-39]。图1-4光子学形变传感器内部结构示意图图1-4描述了光子学形变传感器内部结构。由于光子学形变传感器内部结构物质的脆性，这些水凝胶光子....

本文编号：4048439