近日,浙江大学宁波研究院吴胜楠博士在期刊《Sensors & Actuators: B. Chemical》上发表了题为“SNR-enhanced temperature-insensitivity microfiber humidity sensor based on upconversion nanoparticles and cellulose liquid crystal coating”的研究论文。该论文提出了一种基于上转换粒子和纤维素液晶涂敷的微纳光纤湿度传感器及其制作工艺,利用近红外激光源激发上转换粒子发射高质量荧光的同时,包裹在最外层的新型纤维素液晶膜对发射的荧光在某一波长下具有显著的增强作用,充当一个滤波薄层,并且这个液晶薄层的滤波波长与外界环境湿度有关。
利用纤维素液晶膜的滤波效应,包裹在微纳光纤及荧光层外面,可实现信号增强,相比没有涂敷液晶的传感器所产生的荧光信号,其信噪比增强了~12 dB,带宽减少为~1.9 nm。利用湿度可改变液晶螺距从而改变滤波波长的效应,理论证明及实验测试了其湿度响应。实验结果表明该传感器具有~284.75 pm/%RH的高灵敏度,且在正常环境温度下没有发现温度串扰。另外,该传感器还有制作过程简单,测量精度高,传感器结构鲁棒性好,成本低廉等优势。