全光纤粗锥MZ级联PCF-FP结构双参数特性研究

论文摘要

为了在测量NaCl溶液浓度的同时实现对温度的监测,提出了一种基于马赫-曾德干涉仪（Mach-Zehnder Interferometer,MZI）级联法布里-珀罗干涉仪（Fabry-Perot Interferometer,FPI）的干涉型传感器。在单模光纤上通过熔融放电制作出一对腰锥直径155μm、间隔1.5 cm的MZI,其对比度为10 dB、周期29.85 nm;在MZI尾纤的一端与光子晶体光纤（Photonic Crystal Fiber,PCF）相对熔接并在距熔接点176μm处将PCF切平,形成对比度为8 dB、周期为5.71 nm的FPI。实验选取1 535～1 555 nm波段MZI和FPI的干涉波谷特征波长,在0～150℃的温度和0%～24%的NaCl溶液浓度变化范围内测得MZI的温度和折射率灵敏度分别为50 pm/℃和9.97 nm/RIU,线性度均大于0.97;而FPI的波谷特征波长对折射率不敏感,温度灵敏度约为8.3 pm/℃,线性度为0.98。最后,通过构建温度-浓度函数关系矩阵得出了对温度和NaCl溶液浓度的灵敏度矩阵。该干涉型传感器对温度和NaCl溶液浓度表现出良好的灵敏度和线性度,可实现上述双参数的同时测量。

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 周康鹏,何巍,张雯,刘锋,祝连庆

关键词: 光纤干涉型传感器,马赫曾德干涉仪,法布里珀罗干涉仪,温度溶液浓度,光子晶体光纤

来源: 红外与激光工程 2019年07期

年度: 2019

分类: 信息科技,基础科学

专业: 物理学,无线电电子学,自动化技术

单位: 北京信息科技大学先进光电子器件与系统创新引智基地,北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室

基金: 国家自然科学基金(51775051,61801030),高等学校学科创新引智计划(先进光电子器件与系统学科创新引智基地,D17021),载人航天预研项目(20184112043)

分类号: TN253;TP212

页码: 217-224

总页数: 8

文件大小: 2219K

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