Fibra óptica infravermelha de vidro sulfeto de enxofreCom base em vidro de enxofre, com uma ampla gama de permeabilidade infravermelha (geralmente 1,1-6,5 μm, parcialmente até mais de 10 μm), alta refração, baixa temperatura de amortiguação e excelente estabilidade química, desempenha um papel fundamental em várias áreas, especificamente como segue:
Análise espectral infravermelha e sensores químicos
Princípio: a análise de componentes através da detecção do espectro de absorção do infravermelho é realizada usando a onda de transição da superfície da fibra óptica para interagir com a substância a ser testada.
Aplicação:
Monitoramento ambiental: Detecção de traços de gás no ar (por exemplo, etanol, tricloro J) e poluentes em fontes de água (por exemplo, tetracloro de vinilo).
Controle de processos industriais: monitorização em tempo real da reação de endurecimento de compostos termoplásticos de poliamida ou detecção do teor de solventes, como a j-etilcona, em líquidos.
Biomedicina: Análise do espectro infravermelho das células pulmonares humanas saudáveis para acompanhar o efeito dos agentes tóxicos nas células e auxiliar o diagnóstico precoce do tumor.
Vantagens: resistência à interferência eletromagnética e à corrosão, permitindo monitoramento em tempo real a longa distância em ambientes de alta temperatura ou tóxicos.
2. Infravermelho e imagem térmica
Princípio: Transferir a cena do espectro infravermelho para a câmera infravermelha média através do feixe de fibra óptica para realizar a reconstrução da imagem.
Aplicação:
Área militar: para sistemas de combate infravermelho, guiando o feixe de saída do laser; Ou detectar foguetes e gases de escape de tanques por imagem térmica.
Inspeção industrial: monitorar a área de sobreaquecimento do equipamento para evitar falhas.
Vantagens: o feixe de fibra óptica tem flexibilidade e pode se adaptar a cenários complexos; A alta resolução de imagem, como um feixe de fibra óptica de 64 x 64 pixels, permitiu a transmissão de 2 metros de comprimento.
3. Transmissão a laser de alta potência
Princípio: o vidro enxofreado possui baixas características de energia basculante (cerca de 350 cm-1) e taxa de salto não-radiante, o que o torna capaz de suportar lasers de alta potência.
Aplicação:
Processamento industrial: Transmissão de lasers de CO2 (10,6 μm) para corte, perfuração ou soldagem.
Cirurgia médica: Transmissão de laser Er: YAG (2,94 μm) para corte preciso ou tratamento de doenças da pele.
Vantagem: Densidade de potência de até 11,8 MW/cm² (fibra óptica de 2 metros de comprimento) sem danos à fibra óptica.
4. Sensor de temperatura e monitoramento térmico
Princípio: com base no efeito termoresistor de vidro enxofreado, medição de temperatura é realizada monitorando mudanças de resistência.
Aplicação:
Monitoramento de saúde: detecção não invasiva da concentração de glucose no suor, em vez da coleta de sangue na ponta dos dedos; Monitore as mudanças de temperatura corporal durante o treino de atletas.
Gerenciamento da bateria: Monitore in situ a composição e a temperatura do eletrólito interno da bateria para avaliar o estado da bateria.
Vantagens: Alta sensibilidade e diferenças de temperatura de 0,1 K na temperatura ambiente até 823 K.
5. Amplificadores de fibra óptica e laser
Princípio: vidro de enxofre dopado com terras raras (como Nd³ +, Er³ +) tem uma grande seção de emissão estimulada, que pode alcançar a amplificação da luz.
Aplicação:
Área de comunicação: fabricação de amplificadores de fibra óptica infravermelha para compensar perdas de transmissão de sinal.
Área de Pesquisa: Desenvolvimento de lasers de infravermelho próximo a infravermelho médio (1-4 μm) para análise espectral ou processamento de materiais.
Vantagens: o coeficiente não linear é cerca de 1.000 vezes maior do que o vidro de quartzo, com alta eficiência quântica.
Sensores ambientais especiais
Princípio: o uso de propriedades insensíveis ao ar e à umidade do vidro de enxofre, em combinação com a tecnologia de sensor de fibra óptica.
Aplicação:
Detecção do solo: Conecte a fibra óptica através de um transmissor conico para detectar compostos orgânicos voláteis e não voláteis no solo a longa distância.
Síntese orgânica: monitorização em tempo real de concentrações de reatores e mudanças de temperatura para otimizar as condições de processo.
Vantagens: ampla gama de detecção que cobre vários espectros de vibração molecular (por exemplo, 3-12 μm).