蓝宝石单晶光纤：1800℃测温范围的全能光纤传感器

本文主要探讨了一种创新的光纤温度传感器，其特点是能够实现从室温到1800℃的全程测温。这项技术是基于蓝宝石单晶光纤，结合了光纤辐射测温和光纤荧光测温两种技术的优势。论文首先提到了这项研究得到了国家自然科学基金（69407004和59702007）以及国家863计划（8632715201120070）的支持。 蓝宝石单晶光纤作为一种关键元件，其特殊的生长方法被用于制造这种传感器。生长过程中，端部掺杂了Cr3+离子，这使得光纤能够在光激发下产生荧光，从而在高温环境下依然保持较高的灵敏度。这种设计克服了传统辐射型光纤传感器在低温区域表现不佳的问题，以及荧光型传感器在高温下荧光淬灭和辐射背景增加的挑战。 论文深入分析了掺杂Cr3+离子的蓝宝石单晶光纤的荧光温度特性，以及它如何与热辐射信号相互作用。通过精确控制和优化光纤的设计，传感器能够在不同温度范围内有效地分离并测量这两种信号，确保了测量精度。此外，文章还详细描述了光纤温度传感器的整体系统结构和工作原理，包括如何集成这两项技术，以实现用一个光纤探头覆盖广泛的温度测量范围。 对于光纤温度传感器的应用前景，文中指出其具有动态范围大、灵敏度高、响应速度快和抗电磁干扰等优势，特别适合于高温环境下的应用，如等离子体沉积、高频电加热炉和高温热气流监测等领域。结合辐射型和荧光型传感器的优势，这种全温域测温方案具有巨大的实用价值。 本文提供了一种创新的解决方案，即利用蓝宝石单晶光纤和Cr3+掺杂技术，构建出一种能够适应宽温范围的光纤温度传感器，这对于提高工业过程中的温度监控精度和可靠性具有重要意义。