● 摘要
毛细管光波导和平面光波导是由玻璃或塑料等具有良好导光性能的材料制成。最先发展和应用是在光通讯等相关领域，现在他们在化学传感器和生物传感器领域得到了新的应用。他们具有体积小、柔韧易弯曲能长距离传输光波、抗干扰等优点，是遥测、临床分析、环境监测和过程控制等方面理想的传感装置。 光波导化学和生物传感器就是将光波导现象和化学反应结合起来相应用的技术。目前这一领域一个主要研究方向就是选择适当的涂层剂，该试剂能敏感的、有选择的与被测气体反应，并且反应是可逆的。本文中的光波导装置是：在一根空心玻璃毛细管的两端，一端为发光二极管，另一端为以晶体光敏管检测器，在中空玻璃毛细管中形成多次全反射的光波导。 1、1）选用溴百里芬兰这一酸碱指示剂的敏感试剂，该试剂室温下稳定，在可见光照射下也不易分解。选用聚合物PVP为涂层薄膜，PVP的折射率为1.53，比中空玻璃毛细管的折射率（约为1.5）稍大，因此，广播会穿过玻璃/薄膜层，在薄膜和空气层中间全反射传输。PVP在测量范围内对光线无吸收。溴百里芬兰悬浮在聚合物薄层中。当中空玻璃毛细管涂上这个试剂/聚合物后，就能可逆的检测NH3气体。反应后，敏感试剂由黄色变为蓝色，光波导中的输出光强也发生变化，而这一变化由光敏管接收后，经处理，转化后有记录仪记录。2）聚乙烯醇（PVA）polybrene 等聚合物和另外一些酸碱指示剂的响应情况也作了些研究.3）一些影响因素，如入射光强的影响等也作了研究4）由动力学相应区县可以看出反应过程的一些信息5）能检测100ppm到2000ppm的NH3，对300ppm的NH3进行11连续测定，其相对标准偏差（RSD）为14%，该装置具有以下优点：响应迅速，可你效果好，易制的，使用寿命长。该体系对酸性气体无影响，但其他有几件性气体或许会有响应，另外，空气中相对湿度的大小对测量也有影响。 2、选用刚果红为敏感试剂，PVP为薄膜涂层。该敏感莫能可逆的检测SO2,NO2气体。反应后刚果红试剂由红色变为蓝色，输出光强也就会发生变化。他们的动力学曲线表明了各自过程的差异。对于SO2气体可以检测1ppm到40ppm,连续11次对2ppm浓度的SO2测定，得出其RSD为12%；而NO2可以检测到100ppm到1000ppm,对100ppm的NO211次练习检测，其RSD为14%。酸性气体对该体系有干抗，碱性气体没有。该装置与前述装置与同样的优缺点。 3、选用醋酸铅为敏感试剂，PVA和PVP分别为涂层薄膜，能分别检测到50ppm和1ppm的H2S气体。但是该体系为不可逆反应。仔细研究了PVP为涂层的情况，给出了它为涂层的动力学响应曲线和浓度响应曲线。