基于偏振保持光纤的温度补偿下高精度湿度与 pH 同步测量
应用物理
2025-11-07 v1
摘要
实时且准确的湿度和 pH 监测在日常生活和工业生产中具有重要意义。现有的湿度和 pH 测量方法存在灵敏度低、信号串扰、系统结构复杂以及无法实现实时监测等局限。本文工作中，对偏振保持光纤(PMF)表面进行功能化处理，制备由聚乙醇(PVA)和碳纳米片(CNs)组成的复合湿度敏感聚合物，经高温快速成膜和激光加工制得具有微孔结构的湿度敏感薄膜，以增强湿度灵敏度和稳定性。为实现 pH 探测，依次通过静电自组装将聚丙烯胺盐酸盐(PAH)和聚丙烯酸(PAA)吸附至 PMF 表面，形成 pH 敏感纳米薄膜结构。通过在同一 Sagnac 环路中连接一个温度补偿型 PMF，并结合多波长矩阵，实现了湿度、pH 和温度的同步实时监测，有效解决了温度串扰问题，并朝向通用光纤多参数测量平台拓展。
引用
@article{arxiv.2511.04203,
title = {Accurate humidity and pH synchronized measurement with temperature compensation based on polarization maintaining fiber},
author = {Jia Liu and Jiawen Zhang and Xiyu Liu and Qi Meng and Riming Xu and Jin Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.04203},
year = {2025}
}