温度探测新纪元稀土材料革命与中国计量大学的科研突破传感器画像展现科技魅力

导语：光纤温度传感器凭借其卓越的性能，如高可靠性、高绝缘性、强抗电磁干扰能力、优良重复性和快速响应速度，再加上较低的成本，正迅速成为新一代温度传感器研发领域的一个重要研究方向。中国计量大学赵士龙团队在浙江省自然科学基金的支持下，对利用稀土掺杂氧氟微晶玻璃光纤制成的温度传感器进行了深入探究。据悉，该项目于今年四月份顺利完成，并取得了一系列令人瞩目的创新成果。

作为全球范围内战略资源的一员，稀土金属因其独特之处，在军事、冶金工业、石油化工以及玻璃陶瓷等多个关键行业中扮演着不可或缺的角色。如何有效地利用这些稀土资源并拓展它们在各个领域中的应用，是近年来科研人员不断追求的问题。在浙江省自然科学基金的大力资助下，中国计量大学赵士龙团队对使用稀土掺杂氧氟微晶玻璃光纤制作温度传感器进行了详尽研究。该课题已于本年度四月正式结束，并且取得了众多创新突破。

赵士龙教授指出，不论是目前市场上的热电偶还是热电阻以及辐射类型的温度计，它们虽然在日常应用中表现得相当出色，但随着技术发展和需求扩展，这些传统型温测设备已经无法满足某些高科技领域所需。这就为新型如光纤温测技术提供了广阔空间，因为后者不仅具备高度可靠性、高级绝缘性能，还能抵御强烈的电磁干扰，并且具有极佳重复性的特点。此外，它们相比其他材料，更具备快速响应时间及竞争力的价格，使得这一技术成为未来温测研究与开发中的重点之一。

“特别适合于那些环境恶劣的地方，比如大电流、高磁场、易燃易爆或容易腐蚀的情况。”赵士龙教授进一步解释道，“这使得这种新的光纤温测技术具有非常高的地位，以及前景无限。”

在这个由赵士龙领导的小组进行项目工作时，他们专注于荧光原理，以一种特殊金属离子——尤其是稀土元素——来激发不同的基质材料，从而建立起与不同基质中的金属离子发出的荧光亮度之间关系。通过这一关系，他们能够确定待测试物体所处环境下的确切温度值。

“我们精心设计并优化了氧氟微晶玻璃混合物及生产工艺，以获得一个高度透明且含有稀土掺杂元素Oxygen-Fluoride Microstructured Glass (OFMG) 的材料。”赵士龙介绍说，“此外，我们还系统地分析了解决方案对OFMG网络结构和物理性能影响规律，这对于提高敏感度至关重要。”

该项目最终成功研制出了基于OFMG材料制造的一种自主知识产权增强型特殊光纤，为开发更先进精密级别的单模或多模带宽宽泛通讯系统奠定坚实基础，同时为产生高分辨率图像监控设备提供必要条件。此外，该项目也促进了一系列SCI期刊论文（共13篇）的撰写，其中5篇被收录到国际顶尖学术期刊；同时，3项国家专利获批准，并培养了5名优秀博士生。在整个项目执行期间，赵士龙还荣获2018年度浙江省优秀教师称号，并被评选为当地区域高校青年学科带头人之一。