孫文信

本研究旨在開發高靈敏度、多功能的光纖感測器，以克服現有電子式感測器的問題。主要研究目標包括使用側磨拋光技術製作D形多模和單模光纖，並應用電子鎗蒸鍍技術沉積不同材料（如〖Ta〗_2 O_5、SnO_2、〖WO〗_3）的單層薄膜於光纖拋光面，進而設計及製作高靈敏度漸逝波(Evanescent Wave)與損耗模態共振（LMR）的光纖感測器。本研究設計開發新型的葡萄糖水溶液折射率、環境溫度和二氧化碳濃度三種光纖感測器，並優化感測器的製程參數以提升其靈敏度和性能。實驗結果顯示，這些光纖感測器在葡萄糖水溶液折射率、環境溫度和二氧化碳濃度感測方面均具有較高的靈敏度，顯示出在環境參數監測中的潛力。 本研究於D形單模和多模光纖上鍍製100 nm 〖Ta〗_2 O_5薄膜，測得葡萄糖水溶液折射率感測的靈敏度分別為6406.44 nm/RIU和27.723 dB/RIU；在環境溫度感測方面，鍍製80 nm SnO_2薄膜的D形光纖感測器在30℃至150℃範圍內，單模和多模光纖的靈敏度分別為1.61 nm/℃和7.68×10-3 dB/℃；在二氧化碳濃度感測方面，鍍製90 nm 〖WO〗_3薄膜的D形光纖感測器在500 ppm至9000 ppm範圍內，單模和多模光纖的靈敏度分別為3.56 counts /ppm和3.18 counts /ppm。本研究結果顯示，不同金屬氧化物薄膜應用於側磨D形光纖感測器能夠有效地提升特定環境參數的靈敏度，並在抗電磁干擾、高靈敏度、耐環境性、安全性、遠距離傳輸和高速監測等方面具有優勢。