基于离子印迹复合膜的马赫-曾德尔干涉光纤传感器及其对Cu2+的检测应用

• 作者: 杨晓占 陈红亮 冯文林
• 来源期刊: 光学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 光纤光学 Cu2+印迹 壳聚糖/聚乙烯醇 三芯光纤 马赫-曾德尔干涉仪
• 年，卷（期）: 2021,（24）
• 所属期刊栏目: 光纤光学与光通信|Fiber Optics and Optical Communications
• 页码范围: 44-53
• 页数: 10页
• 分类号: TN253
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/AOS202141.2406004

摘要

提出一种基于离子印迹复合膜马赫-曾德尔干涉仪结构的Cu2+传感器.两段三芯光纤中间熔接一段单模光纤,在两段三芯光纤两端再分别耦合单模光纤,构成三芯-单模-三芯的传感结构.将壳聚糖(CS)和聚乙烯醇(PVA)组成的CS/PVA复合膜、Cu2+印迹复合膜和优化Cu2+印迹复合膜分别涂覆在三芯光纤表面,利用复合膜对于Cu2+的特定吸附引起的三芯光纤包层相对折射率的变化,实现对于Cu2+浓度的精确检测.实验结果表明,随着Cu2+浓度的增加,涂覆CS/PVA复合膜、Cu2+印迹复合膜和优化Cu2+印迹复合膜的光纤传感器透射谱监测波谷分别发生了红移、红移和蓝移.对比分析发现,涂覆优化Cu2+印迹复合膜的传感器对于Cu2+的响应最优,其响应灵敏度为62.258 pm·μmol-1 ·L,检测限约为0.602 μmol·L-1,且具有优秀的选择性和良好的pH稳定性.该传感器具有易制备、结构简单等优点,在水质Cu2+的高选择监测方面有潜在的应用价值.