 Journal of Sensor Technology and Application 传感器技术与应用, 2013, 1, 1-8 http://dx.doi.org/10.12677/jsta.2013.11001 Published Online July 2013 (http://www.hanspub.org/journal/jsta.html) Application Progress of Optical Waveguide Sensor in the Gas Detection Gulgina Mamtimin1, Renagul Abdurahman1, Abliz Yimit2 1Department of Chemistry and Envirenmental Scienece, Kashgar Teachers College, Kashgar 2College of Chemistry and Chemical Engineering, Xinjiang University, Urumqi Email: gulgina125@sina.com Received: May 22nd, 2013; revised: May 27th, 2013; accepted: Jun. 28th, 2013 Copyright © 2013 Gulgina Mamtimin et al. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Abstract: In order to determine flammable, explosive, toxic and harmful gases, and to grasp the occurrence of pollution and its development and control effectively, there is a need for highly sensitive detecting method. The gas sensor is a core of the gas detecting system. The optical waveguide (OWG) sensor is an important branch of the sensor technology, and attracts considerable attention with its unique qualities. This paper introduces the principle and making method of optical waveguide sensor in the detection of toxic gases, and latest research results of the optical waveguide sensor that detecting harmful gases are reviewed. Keywords: Glass Optical Waveguide; Sensor; Gas Detection; Volatile Organic Compounds; Toxic Gases 光波导传感器在气体检测中的应用进展 姑丽各娜·买买提依明 1，热娜古丽·阿不都热合曼 1，阿布力孜·伊米提 2 1喀什师范学院化学与环境科学系，喀什市 2新疆大学化学化工学院，乌鲁木齐市 Email: gulgina125@sina.com 收稿日期：2013 年5月22 日；修回日期：2013年5月27 日；录用日期：2013年6月28日 摘 要：有效检测易燃、易爆、有毒、有害气体及时掌握污染发生和发展实况，并对污染进行有效控制，需要 高灵敏度检测方法。气体传感器是气体检测系统的核心，作为传感技术的一个重要分支光波导传感器以独特的 优势同样受到了广泛重视。本论文介绍了光波导传感器在检测有毒气体中的原理和制作方法，并且对利用光波 导传感器方法来检测有害气体的最新研究成果进行综述。 关键词：玻璃光波导；传感器；气体检测；挥发性有机物；有毒气体 1. 光波导传感器的原理和制作方法 一束光线在均匀介质中传播时，由于反射、折射、 衍射等原因，会逐渐发散，因而传输一段长距离后， 强度就会减弱。要使光束中心强度无衰减地传播到很 远的距离，必须在传播过程中将光束在横向上加以限 制，光波导(optical waveguide)就是起着这种作用的一 种器件，从 1980 年起在传感器领域中开始使用[1,2]。近 年来，国内外先后研制出各种光波导气体传感器[3-6]， 光波导离子传感器[7,8]，光波导湿度传感器[9]，光波导 生物传感器[10]和物理传感器[11]等等。光波导传感器 Copyright © 2013 Hanspub 1  光波导传感器在气体检测中的应用进展 具有更有利于实现多功能集成，紧凑封装和批量生 产，低耗高效，容易实现在线检测等一系列跟其他结 构的传感器无法比拟的优势。玻璃光波导传感元件作 为新一代微型化、集成化和智能化传感器系统的重要 组成部分，在传感器领域中占有越来越重要的地位 [12,13]。 平面光波导(OWG)由覆盖层，衬底(substrate)和导 波层(waveguide layer)所组成[14]，覆盖层通常指的是空 气(图1)。为了能够得到导波光，平面波导中三层的折 射率必须满足 f s nnn c 关系。 若入射角为θ的一束光在波导层传播时，波导层 上下界面的临界角分别为： arcsin c c f n n (1) arcsin s s f n n (2) 由于 ns > nc，从而可以得出θs > θc。当θs < θ < 90˚ 时，光在波导层的上下界面之间不断地发生全反射， 光波被限制在波导层内，以锯齿形光路传输(图2a)。 在无损耗的情况下，光波能量将无衰减地以封闭于导 波层中的形式传输。光波的这种传输方式称为导模 (guided mode)，导模在集成光路中的作用最重要。当 θc＜θ＜θs时(图2b)，光波在波导层与上部包层的界面 上发生全反射；光波在波导层与衬底的界面上不发生 全反射，而是有部分光波能量被泄露进了衬底。光波 的这种传播方式称为衬底辐射膜(substrate radiation mode)。当 θ＜θc时(图2c)，光波能量在上下两个界面 都会发生泄露，称为衬底包层辐射膜(substrate-clad radiation mode)[15]。 光在导波层内传输，形成导模时，光不是在两个 交界面被全部反射回导波层。而是，由于光的波动效 应渗入包层和基板很薄的一层面(约一个波长)，并沿 界面传播一段距离(古斯–汉欣位移，波长量级)，渗 入到包层和基板的这个波是不均匀的倏逝波[16,17]。光 波导传感器是以倏逝波为传感原理。 当波长为 λ的光波在包层、导波层和基板等折射 率分别为nc、nf、ns并且厚度为 T的介质中传输时， 其(导模)光能量不会被完全限制在波导区之内，而是 略微渗入包层和基板一定深度(渗入深度分别用Xc和 Xs表示)如图 3所示。所产生的倏逝波是按指数函数衰 Figyre 1. Structure of OWG 图1. 光波导的基本结构 (a) θs < θ < 90˚ (b) θc < θ < θs (c) θ< θc Figure 2. Guided mode 图2. 导模 Figure 3. Evanescent wave in planar optical waveguide 图3. 平面光波导中的倏逝波 Copyright © 2013 Hanspub 2  光波导传感器在气体检测中的应用进展 减的，可以表示为： exp ii i x EA X (3) 22 2π i i X Nn (4) 公式中 i A ——光场在波导界面处的振幅大小； x —— 离开界面的距离；N——导模的等效折射率； 其中，导模的等效折射率N的大小取决于光波导 的结构参数(波导各介质层的厚度和折射率)、光波波 长、偏振模式(TE 或TM)和模数。可见，倏逝波与样 品材料和导模等效折射率N之间存在一定的关系[18]。 最近，在玻璃光波导表面固定对某一种被测物有 选择性响应的敏感试剂来制作的薄膜光波导气体传 感器[19,20]报道较多。玻璃是一种各向同性介质，最具 有代表性的光学材料，比较容易制成玻璃光波导，所 以在制作平面光波导方面应用比较广泛。玻璃光波导 的制作方法有离子交换法，溅射法和液相法[15]。目前 常用方法是离子交换法，与其它方法相比离子交换法 工艺简单、成本低，应用最广泛。利用离子交换法可 以制备出折射率平稳变化的光波导。通过玻璃基板表 面附近结合比较弱的或可移动的离子与玻璃表面的 半径较小离子进行交换可以形成折射率略高于基板 的导波层。 将筛选具有一定选择性的敏感材料，通过旋转甩 涂法(spin-coating)或提拉法(dip-coating) 固定在玻璃光 波导表面，制作薄膜玻璃光波导传感元件，将薄膜玻 璃光波导传感元件安装在光波导检测系统中对气体 进行检测。当平面波导表面镀一层敏感薄膜时，光传 播过程中所产生的倏逝波也进入到敏感层，倏逝波是 介质光波导的固有特征，它对光波导材料本身没有任 何特殊性质的要求，也不会产生任何负面效应，同时 具有无源、灵敏度高、简单容易实现等特点。当敏感 层与被测气体相互接触时，气敏改变敏感薄膜的光学 参数进而引起倏逝波传播模式的改变，导致输出光强 度的变化。输出光强度变化程度与被测物浓度有关， 因此检测输出光强度的变化就可获得被测物浓度有 关的信息。 光波导检测系统(图4)由载气(空气或氮气)、流 量 计、光源、反射镜、流动池、薄膜玻璃光波导传感元 件、光电倍增管和记录仪等部分组成的。为了使被测 Figure 4. The detecting system of optical waveguide sensitive ele- ment 图4. 光波导传感元件的检测系统示意图 气体与敏感层充分接触，使用体积为 2 cm × 1 cm × 1 cm 的流动池。由光源激发出来的光从低折射率的介 质(如空气)直接进入高折射率的波导结构时，在导波 层中不能形成导模，为了成功地得到导模，必须利用 耦合技术。光耦合技术主要有横向耦合，棱镜耦合， 光栅耦合，斜坡耦合等四种[21]。棱镜耦合是利用高折 射率的棱镜，将入射光波与导模之间进行相位匹配， 以实现导波光激励的一种方法。为了使玻璃棱镜紧贴 于玻璃光波导，其交界面滴入折射率为1.74 的二碘甲 烷液体。将适当波长的半导体激光做光源，由光源激 发出来的光通过棱镜输入到玻璃光波导。当被测气体 流入流动池时与敏感薄膜相互作用使薄膜对光波导 表面消逝波的吸收增强或减弱，最终导致输出光强度 的增大或者减小。输出光强度变化的大小由被测气体 的浓度来决定，因此检测输出光强度的变化就能得到 被测气体及其浓度有关的信息。 随着工业及社会经济的发展，各种天然气、煤制 气、液化气的开发和使用对生产及人们生活带来了很 多的方便，同时对环境，人类生存和健康带来了威胁。 目前各种有害，易燃气体散发在工作场所和人们生活 当中[22]。有效检测易燃，易爆，有毒，有害气体并及 时掌握污染发生和发展实况，对污染进行有效控制工 作中气体传感器是必不可少的[23]。气体传感器是气体 检测系统的核心，光波导传感器作为气体传感器技术 的一个重要分支，以独特的优势同样受到了广泛重 视。目前利用光波导传感器来检测易燃，易爆，有毒， 有害气体的有关研究报道陆续出现。本文主要论述了 利用光波导气体传感器来检测酸性气体、挥发性有机 气体、氨气以及臭氧的研究成果。 2. 酸性气体传感器 随着工业生产和社会经济的发展，在化学工业生 Copyright © 2013 Hanspub 3  光波导传感器在气体检测中的应用进展 产过程中产生的 HCl、SO2、氮氧化物(x)和H2S等酸 性气体大量排放到大气。由酸性气体所引起的环境污 染问题已得到高度重视，它们不仅对生态环境有严重 影响，还对人类健康造成危害。为尽可能减轻危害， 必须对污染源进行现场快速监测，对污染进行有效控 制。为此要有一个能够实现现场检测的高灵敏度方 法。 2.1. H2S传感器 硫化氢(H2S)是在工业生产过程中产生的一种有 毒的、有腐蚀性的可燃性气体。低浓度的H2S气体也 能对人的神经系统造成严重危害，空气中的最高容许 浓度为 14 mg/m3[24]。目前，检测H2S气体的最主要方 法是分光光度法和气相色谱法[25]。其中分光光度法虽 然设备简单、操作方便快速，但适用范围较小、对样 品需要进行前处理。气相色谱法虽然快速、精确而且 具有较高的选择性，但需要昂贵的仪器设备、操作繁 琐，此技术难以在生产部门广泛推广应用。近年来， 有关 H2S光化学传感器的报道越来越多， Abliz Yimit 带领的课题人员[24-27]分别将硫堇–聚乙烯醇、甲基绿 –聚乙烯醇、甲基紫选择为敏感试剂，把它们固定在 玻璃光波导(K+交换或锡掺杂)表面制作能够检测硫化 氢气体的传感元件，检测限分别为0.028 mg/m3、0.11 mg/ m 3、34.69 mg/m3。 2.2. SO2传感器 二氧化硫(SO2)在燃料燃烧过程中产生，二氧化硫 气体不仅对生态环境有严重影响，还对人类健康造成 危害。所以检测、控制大气中的 SO2含量，防止大气 污染具有重大意义[28]。目前检测二氧化硫浓度的方法 主要有分光光度法、碘量法、溶液电导法、定电位电 解法、非分散红外吸收法、紫外脉冲荧光法和紫外吸 收法等[29]。这些检测方法需要大中型仪器，并且通过 气体富集或浓缩气体等前处理，不便于现场和在线检 测。 本课题组人[30]报道了利用光波导技术来监测空 气中 SO2气体的新方法。他们制作的碱性品红薄膜/ 掺杂玻璃光波导传感元件能够检测到浓度为 1.31 mg /m3的二氧化硫，还有分别将三乙醇胺铜–聚乙烯醇， 溴酚蓝作为敏感试剂把它们固定在 K+交换玻璃光波 导表面制作的传感元件的近似检测限分别达到 0.7 mg/ m 3，20 mg/m3[31,32]。 2.3. NO2传感器 氮氧化物气体不仅是形成酸雨的主要原因，还会 在受到太阳紫外线的照射后产生一种新的二次污染 ——光化学烟雾，其主要来自汽车和炼油厂燃烧产生 的废气。随着工业的高速发展，氮氧化物气体的污染 问题日益突出，严重威胁人类生命。因此，氮氧化物 气体的监测越来越受到关注。目前对大气中氮氧化物 的测定可分为化学法和仪器法两类，化学法中最常用 的是 Saltzman 法(GB/T15435-95)，仪器法有化学光化 法、离子色谱法和传感器法等[33-35]。这些方法虽然精 确度高，但是过程相对繁琐。 本课题组[36]在K+交换玻璃光波导表面固定甲基 绿–聚乙烯醇制作能够检测二氧化氮的气敏元件检 测到较低浓度的二氧化氮（1.91 mg/m3）。酞菁铜薄膜 ⁄K+交换玻璃光波导传感元件对二氧化氮的近似检测 限达到 9.39 mg /m3[37]。 2.4. HCl 传感器 氯化氢(盐酸)是一种易挥发，不易被颗粒吸附， 扩散性较强，能与空气任意混和的酸性气体。不仅在 多聚体和塑料制品、橡胶、肥料、染料和色素等生产 中广泛应用，还用于清洗、浸泡、电镀金属、矿石冶 炼、油井萃取、制革、肥皂及食用油的精炼等行业。 因此，在化工生产过程中不可避免产生氯化氢废气污 染车间空气。氯化氢气体对人体具有强的刺激性，能 腐蚀皮肤和粘膜，引起鼻粘膜溃疡,眼角膜混浊，严重 者出现肺水肿以至死亡。它不仅威胁人类健康，污染 环境，还对设备和建筑物具有强烈的腐蚀性。目前， 国内普遍采用硫氰酸汞分光光度法和离子色谱法测 定氯离子。 利用体积小、灵敏度高的光波导传感器技术来检 测氯化氢气体有关的研究报道指出将刚果红和刚果 红–聚乙烯醇作为敏感试剂的玻璃光波导气敏元件 检测氯化氢的检测线分别达到了 0.4 mg/m3和1.6 mg/ m 3[38,39]。MB-硬脂酸复合薄膜/K+交换玻璃光波导 传感器与氯化氢(HCl)气体作用时，薄膜颜色从深蓝色 变为浅蓝色，导致薄膜对倏逝波吸收的降低，使传感 Copyright © 2013 Hanspub 4  光波导传感器在气体检测中的应用进展 Copyright © 2013 Hanspub 5 器的输出光强度增强。在室温下可检测到氯化氢的浓 度为 1.48 mg/m3,该传感器具有灵敏度高、响应–恢复 速度快、可逆性好、成本低和容易制备等特点[40]。 3. 挥发性有机气体传感器 挥发性有机物(Volatile Organic Compounds, VOCs) 是一类常见的有机污染物，广泛应用于工业和日常生 活中，具有较强的毒性[41,42]。挥发性有机物对人体有 致癌、致畸、致突变以及引发白血病的危险，即使在 较低浓度情况下也会对人类产生伤害，并对生态环境 系统具有严重的危害[43-45]。挥发性有机污染物(VOCs) 还在光化学烟雾的形成中起着重要作用，造成严重的 二次污染[46]。挥发性有机物中的苯、甲苯、二甲苯一 起构成“三苯”废气，对人类和生物体有致癌作用[47]。 目前，检测挥发性有机物的常用的方法有半导体传感 器法[48]，荧光法[49]，气相色谱法[50]，气相色谱–质谱 联用法和高效液相色谱法[51]。这些方法具有较高的准 确度和灵敏度，但设备昂贵、不易携带、费力费时且 不能实现在线测量，所以其应用受到很大限制。表 1 中列出了利用光波导传感器法来检测到挥发性有机 气体相关的文献报道。 4. 氨气传感器 氨气是一种无色，有刺激性恶臭味的有毒气体。 氨气对环境造成很大的污染，威胁人类的生命安全， 空气中的氨气因易溶于水而常被吸附在人体皮肤粘 Table 1. Lists of the VOCs detection by optical waveguide sensor 表1. 光波导传感器法来检测到挥发性有机气体相关的文献报道 VOCs传感器 敏感层 检测的气体 近似检测限 文献 K+交换玻璃光波导 全氟聚苯乙烯磺酸薄膜 甲苯 0.97 mg/m3 [3] 锡掺杂玻璃光波导 聚丙烯树脂薄膜 苯 25.5 mg/m3 [4] K+交换玻璃光波导 过氧聚钨酸薄膜 氯苯 1.84 mg/m3 [5] K+交换玻璃光波导 聚乙烯吡咯烷酮–硬脂酸复合薄膜 二甲苯 4.33 mg/m3 [51] K+交换玻璃光波导 NiO薄膜 氯苯 8.27 mg/m3 [52] 锡掺杂玻璃光波导 LiFePO4薄膜 二甲苯 216.65 mg/m3 [53] 锡掺杂玻璃光波导 LiFe1−0.01xY0.005xAg0.005xPO4薄膜 甲醛 0.001 mg/m3 [54] K+交换玻璃光波导 聚乙烯吡咯烷酮-环糊精 苯乙烯 0.46 mg/m3 [55] K+交换玻璃光波导 杯芳烃薄膜 苯乙烯 4.6 mg/m3 [56] 锡掺杂玻璃光波导 NiO-In2O3复合薄膜 氯苯 45.94 mg/m3 [57] 锡掺杂玻璃光波导 ZnO薄膜 二甲苯 17.3 mg/m3 [58] 锡掺杂玻璃光波导 In2O3薄膜 二甲苯 4.33 mg/m3 [59] 锡掺杂玻璃光波导 聚乙烯醇薄膜 二甲苯 0.43 mg/m3 [60] 锡掺杂玻璃光波导 聚乙烯醇-VC薄膜 二甲苯 0.04 mg/m3 [60] 锡掺杂玻璃光波导 Y 2O3薄膜 二甲苯 43.33 mg/m3 [61] K+交换玻璃光波导 过氧聚钨酸-甲基绿复合薄膜 二甲苯 4.33 mg/m3 [62] K+交换玻璃光波导 聚偏氟乙烯薄膜 乙醇 37.61 mg/m3 [63] K+交换玻璃光波导 硫堇-Nafion复合薄膜 二甲苯 4 mg/m3 [64] K+交换玻璃光波导 亚甲基蓝-硬脂酸复合薄膜 苯乙烯 0.46 mg/m3 [65] K+交换玻璃光波导 亚甲基兰–聚乙烯吡咯烷酮复合薄膜 甲醛 0.025 mg/m3 [66] 锡掺杂玻璃光波导 SnO2-La2O3复合薄膜 氯苯 18.4 mg/m3 [67] K+交换玻璃光波导 过氧聚钨酸薄膜 甲苯 188 mg/m3 [68] K+交换玻璃光波导 甲基绿-聚乙烯醇薄膜 丙酮 11 mg/m3 [69] 锡掺杂玻璃光波导 ZnO薄膜 氯苯 55.13 mg/m3 [70] 锡掺杂玻璃光波导 LiFe1−0.01xY0.005xAg0.005xPO4薄膜 二甲苯 0.43 mg/m3 [71] 锡掺杂玻璃光波导 LiFe0.99Y0.01PO4薄膜 二甲苯 0.43 mg/m3 [72] K+交换玻璃光波导 聚丙烯酸钠薄膜 苯乙烯 18.63 mg/m3 [73] 锡掺杂玻璃光波导 镍掺杂过氧聚钨酸复合薄膜 二甲苯 2.16 mg/m3 [74] 锡掺杂玻璃光波导 SnO2薄膜 二甲苯 1.08 mg/m3 [75] K+交换玻璃光波导 甲基绿–聚乙烯醇复合薄膜 氯仿 198.8 μg⁄m3 [76] 锡掺杂玻璃光波导 NiO-In2O3复合薄膜 二甲苯 0.43 mg/m3 [77] K+交换玻璃光波导 聚乙烯吡咯烷酮–环糊精复合薄膜 苯乙烯 4.6 mg/m3 [78] K+交换玻璃光波导 聚乙烯吡咯烷酮–环糊精复合薄膜 二甲苯 43.3 mg/m3 [78]  光波导传感器在气体检测中的应用进展 膜、眼结膜及呼吸道咽喉粘膜，对皮肤组织产生刺激 并引发炎症，可麻痹呼吸道纤毛和损害粘膜上皮组 织，使病源微生物易于侵入，减弱身体对疾病的抵抗 力。如果人体短期内吸入大量氨气，则可出现流泪、 咽痛、声音嘶哑、咳嗽、痰带血丝、胸闷、呼吸困难 等临床症状，并伴有头晕、头痛、恶心、呕吐、乏力 等，严重的可发生肺水肿、呼吸道刺激炎症等[79]。 氨气在工业生产中广泛应用,据统计每 年氨气排 放量高达 2.1~8.1 Tg (Trillion gram)[80]。据美国劳工部 职业安全卫生管理局(OSHA)规定，氨气在空气中的最 高浓度不能超过17.35 mg/m3，而美国职业安全与卫生 研究所(NIOSH)规定的浓度(体积分数)是25 ppm[81]。 因此，必须及时检测工作环境中氨气的量，将其浓度 控制在一定的范围之内是非常必要的。 目前常用的比色测定方法主要有：纳氏试剂比色 法、靛酚蓝比色法、亚硝酸盐比色法等。由于室内氨 气超标对人们身体健康构成的危害较大，故快速、简 便地测定室内氨气含量具有重要的意义。目前检测氨 气的气敏传感器已被广泛受到重视[81]。 Klein[82]等人在离子交换 B-270 型玻璃光波导表 面固定 BCP-多孔性 SiO2制作氨气传感器检测浓度为 0.71 mg/m3氨气。在K+交换玻璃光波导表面固定BTB 膜-高分子复合薄膜制作的传感元件能够检测到氨气 浓度是 7.1 mg/m3[83]。传感器的检测线取决于复合光 波导的表面灵敏度，通过加大 K+交换层与其表面导波 层之间折射率的差别来可以提高传感器的灵敏度。 Ag+/K+交换玻璃复合光波导表面固定 BTB 膜–高分 子复合薄膜的传感元件检测到的氨气浓度达到 71 μg/m3[84]。 玻璃光波导表面形成薄膜光波导的结构称为复 合光波导，制作复合光波导可以提高光波导的表面灵 敏度。表 2给出了利用不同复合光波导传感器检测出 来的氨气浓度。 5. 臭氧传感器 测定臭氧的方法有紫外光吸收法，碘元素法，砷(III) 直接法，化学发光法和靛蓝法等。有人报道利用金属 氧化物 In2O3薄膜(加热到200℃)测定臭氧的方法。 Abliz Yimit等人，在 TiO2膜/K+交换玻璃复合光波导 表面制备铜化酞箐膜，制作检测臭氧传感器。当臭氧 Table 2. The approximate detection limits of composite OWGs to ammonia gas 表2. 复合光波导传感器检测氨气的近似检测限 氨气传感器 敏感层 近似检测限 文献 BTB膜/K+交换玻璃复 合光波导 纯BTB膜 0.71 μg⁄m3 [85] PTA膜/K+交换玻璃复 合光波导 纯BTB膜 0.71 μg⁄m3 [86] TiO2膜/K+交换玻璃复 合光波导 纯BTB膜 6.95 × 10−7 mg/m3[87] FePO4膜/K+交换玻璃复 合光波导 纯BTB膜 0.35 mg/m3 [88] 与敏感薄膜作用时，敏感薄膜被氧化而退色，由此薄 膜对 633 nm的导波光的吸收减弱，元件具有响应速 度快，灵敏度高等特点，在室温下能够检测出的臭氧 浓度为 0.02 mg/m3[89]。 6. 结论 随着工业生产及社会的发展，各种天然气、煤制 气、液化气的大量开发和使用各种有害，易燃气体散 发在工作场所和人们生活当中对环境和人类的生存 和健康带来了严重威胁。人们对环境中易燃，有害气 体的检测提出了更高的要求。 在光通信方面应用的光波导技术应用于化学传 感器领域检测有害气体的研究得到了广泛的关注。光 波导传感器具有便利于实现多功能集成，紧凑封装和 批量生产，稳定可靠，低耗高效，容易实现在线检测 等一系列跟其他结构的传感器无法比拟的优势。作为 新一代微型化、集成化和智能化传感器系统的重要组 成部分，在传感器领域中占有越来越重要的地位。 光波导传感器具有响应速度快、灵敏度高、制作 简单、室温工作等特点。目前筛选出能够检测一种气 体的专一敏感薄膜，制作高灵敏度的传感器并把它产 品化应用到实际工作环境及日常生活中是光波导气 体传感器今后的研究方向。光波导传感器法在开发低 耗高效，能够现场检测环境中易燃，有害气体的新方 法研究工作中将会起重要的作用。 参考文献 (References) [1] P. L. Smock, T. A. Orofino, G. W. Wooten, et al. Vapor phase determination of blood ammonia by an optical waveguide te- chinque. 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