中国计量大学科研进展新一代稀土温度传感器技术革新
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究与开发的热点。中国计量大学赵士龙团队在浙江省自然科学基金的大力支持下，对利用稀土掺杂氧氟微晶玻璃光纤制造温度传感器进行了深入探索。据悉，该项目于今年4月顺利完成，并取得了一系列令人瞩目的创新成果。
作为全球范围内极为重要且稀缺的矿物资源，稀土因其广泛应用于军事、冶金工业、石油化工以及玻璃陶瓷等领域，被许多国家视作战略资源。在不断拓展稀土应用领域方面，科研人员一直在投入大量努力。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致力于研究如何将稀土元素融入氧氟微晶玻璃光纤中，以便提高其作为温度传感器的一般性能。该课题自2018年起正式启动，并经过四年的不懈努力，最终在2022年4月圆满结束，其成果颇具影响力。
对于目前市场上的各种各样温度传感器而言，无论是经典的热电偶还是现代化的辐射类型，都存在一定局限性，只能适用于特定的环境条件。而随着科技进步和技术革新，对精确测量和检测更高要求，一些常规型号已无法完全满足现在市场及未来发展需要，这促使科学家们不断寻求新的解决方案。
“相比众多现有的温度传感器，基于荧光原理设计之光纤温度传感器显得尤为突出，它们具有高度可靠、高级别绝缘性强抗干扰能力，以及优异重复度快响应速度佳价格亲民等优势，是未来的重点研究方向之一。”赵士龙教授指出，这种类型特别适合那些恶劣条件下的工作场所，如高温、大电流、高磁场易燃易爆或腐蚀性的环境中，因而具有极高的人文价值并且拥有广阔的事业前景。
在这个项目中，由赵士龙领导的小组专注于利用某些金属离子——尤其是稀土元素——发出的荧光来实现对基质材料中的金属离子含量与不同基质之间关系的一个深刻理解，从而达到测定待分析物体内部环境状况。通过对氧氟微晶玻璃材料结构及其制备过程进行精细调整与优化，他们成功地创造出了一个透明度极佳且能够有效吸收不同波长激励灯辐射以产生荧光信号的稀土掺杂氧氟微晶玻璃光纤基础材料。此外，他们还系统地揭示了这些组分如何影响这类转换层中的网络结构以及它们如何进一步影响整个系统对变化输入信号（即测试对象体积内实际发生变化）反应灵敏度。这项工作为开发具有独有知识产权并带有先进技术特征的一种特殊用途远程监测设备提供了坚实理论依据和实用的工程基础，同时也培养了一批优秀青年学者，其中包括5名硕士毕业生。
值得一提的是，在本次科研项目期间，赵士龙还获得了他个人荣誉称号。他被评选为浙江省高等学校“青年学科带头人”，此外，他还赢得了2018年度浙江省最优秀教师奖项。这一切都证明了他在这一领域取得巨大成就，并将继续推动相关领域向前发展，为社会贡献更多宝贵财富。
