光纤高温传感器表面镀膜

耐高温光纤的熔点在2000℃以上，具有高硬度、高强度、高韧性、极高的耐磨性及耐化学腐蚀性等优良的物理化学性能，可以满足工业和军事上对高温传感器的要求，并且在陶瓷、耐火材料、机械、电子、光学、航空航天、生物、化学等多个领域获得了广泛应用。

在制作光纤高温传感器的过程中，因为制备出的耐高温光纤为裸光纤，需要进行镀膜处理才能应用于温度测量，所以选择合适的镀膜材料和方法是制作光纤高温传感器的关键步骤。

黑体探头是热辐射测量中的辐射敏感元件，它的设计是蓝宝石光纤高温传感器研制的关键。黑体腔的特性将直接决定传感器的性能，探头的材料及镀膜工艺决定着传感器的测温上限、动态响应以及使用寿命，也决定着探头本身的热辐射特性，从而影响到传感器的测温精度、重复性与稳定性。黑体腔的基本结构如在蓝宝石一端形成一层均匀的镀层，这层材料包围光纤形成一个圆柱腔，选择合适的参数可以使这个腔的辐射特性接近理想黑体的辐射特性。

氧化锌具有熔点高(1975℃)、化学稳定性好、原料易得到、制备成本低、工艺简单、外延生长温度低、对环境无毒无害等优点，是适合蓝宝石黑体腔传感器的镀膜材料。利用电子束蒸发技术在蓝宝石光纤端面上生长出了具有良好的表面形貌和晶体结构的氧化锌薄膜。蒸镀在蓝宝石光纤端面上的氧化锌薄膜具有陡峭的光学吸收边，在紫外波段有较强的光吸收。随着波长的增加，氧化锌薄膜的光学吸收迅速降低，在可见光波段具有80%左右的透射率。随着测量温度的升高，氧化锌薄膜光学吸收边发生了红移现象，呈现了负温度效应。蒸镀在蓝宝石光纤端面上的ZnO薄膜带隙值随温度变化非常灵敏。