【摘 要】
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全息传感器是一种衍射光学传感器。其通过所携带的全息体光栅微形变,以及随之导致的光栅衍射光谱峰值波长偏移反馈外部特征,包括环境温度、湿度,以及力学性能如拉力、压力等。并将该外部特征转变为从紫外到近红外范围内的窄带衍射光谱峰值移动,从而实现实时、可视化光学传感。本文利用作为光敏剂的樟脑醌,作为引发剂的偶氮二异丁腈,利用热致聚合法研制了新型共聚基底甲基丙烯酸光致聚合物弹性体。基于该聚合物弹性体研制了新型
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全息传感器是一种衍射光学传感器。其通过所携带的全息体光栅微形变,以及随之导致的光栅衍射光谱峰值波长偏移反馈外部特征,包括环境温度、湿度,以及力学性能如拉力、压力等。并将该外部特征转变为从紫外到近红外范围内的窄带衍射光谱峰值移动,从而实现实时、可视化光学传感。本文利用作为光敏剂的樟脑醌,作为引发剂的偶氮二异丁腈,利用热致聚合法研制了新型共聚基底甲基丙烯酸光致聚合物弹性体。基于该聚合物弹性体研制了新型全息传感器,全面研究了该聚合物全息传感器的剪切、压缩形变响应性能与机理。（1）以甲基丙烯酸甲酯（Methyl methacrylate,MMA）、甲基丙烯酸月桂酯（Lauryl methacrylate,LMA）、引发剂偶氮二异丁腈（2-Methylpropionitrile,AIBN）、光敏剂樟脑醌（Camphorquinon,CQ）为主要成分,研制了新型共聚基底光致聚合物弹性体。采用双光束耦合系统光栅记录装置,在该聚合物弹性体内写入高衍射性能的全息体光栅,并将其作为主要传感单元,用于机械形变传感。（2）实验测试了该弹性基底全息传感器在剪切形变下的光谱传感性能。通过剪切力、剪切角位移与衍射光谱峰值波长变化间的定量关系。获得了包括:传感响应线性范围、光谱灵敏度、光栅记录角度所对应的光谱响应范围等全息传感参量。利用衍射光谱表征了剪切形变的可逆性与可重复性。最终详细分析了剪切形变传感响应机理。（3）采用共聚基底光致聚合物弹性体,研制了压力响应型全息传感器。通过压力以及随之产生的应变与光谱峰值波长改变间的定量关系,获得了压力传感器的光谱响应性能。（4）依据理论结果,设计实验深入讨论传感器响应机理。观察并量化了剪切形变过程中光斑偏移角、光斑宽度等与光栅微观结构相关联的实验现象。利用迈克尔逊干涉仪测试剪切形变中材料平均折射率,并评估了超连续谱光源热效应对光谱峰值波长移动的响应。最终为传感器响应机理提供了重要实验证据。
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