طراحی و ساخت حس‌گر رطوبت مبتنی بر فیبرنوری نازک شده و لایه‌نشانی شده با گرافن

در این پژوهش، گرافن با روش هامر ساخته‌شده و کلویید آن در غلظت‌های متفاوت تهیه و با آنالیزهای پراش پرتو x، طیف‌سنجی فروسرخ و رامان و همچنین تصویرهای میکروسکوپ الکترونی روبشی و عبوری موردبررسی قرار گرفت. بعد از آن کلوییدهای گرافن تهیه‌شده با استفاده از اسید فلوئوریک بر روی فیبر نوری خورده شده، لایه نشانی شد. تغییرات اختلاف نسبی میرایی (rda)1 در دو طول‌موج استاندارد مخابراتی (1310nm , 1550nm) برحسب تغییرات رطوبت نسبی (rh) برای دو ضخامت متفاوت فیبر نوری تک مد مخابراتی (mµ 72 و 43) موردبررسی قرار گرفت.  نتیجه‌های آزمون تغییرات اختلاف نسبی میرایی نشان می‌دهند که هرچه غلظت تک‌صفحه‌ای‌های گرافن نسبت به چندصفحه‌ای‌های آن بیشتر باشد توان حسگری رطوبت با استفاده از فیبر نوری نازک شده و لایه‌نشانی شده با گرافن، بالاتر می‌رود. همچنین ضخامت mµ 43 از فیبر نوری خورده شده بهترین حساسیت را نسبت به دیگر ضخامت‌ها داشت.

Design and construction of Humidity Sensor by Thinned Optical Fiber with Graphene Coating

In this study, graphene synthesized by Hammer’s method and qualify by XRD, TEM, SEM, FTIR and Raman analysis. Then colloids of graphene with different densities are coated on the etched single mode optical fiber. To investigate the humidity sensing of them, the relative differentiation of attenuations (RDA) in the presence of relative humidity (RH) is measured at two standard wavelengths telecommunication (1310 nm and 1550 nm). Results show diluted graphene solution with high ratio of Onelayer to multilayer improves the humidity sensing of etched optical fiber relative to others. Also, 60 minute etching of optical fiber in acid cause to 43μm diameter of it, have higher response to humidity.