基于腔衰荡光谱技术的三参量同时测量光纤微腔传感器
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尚佳彬(1976-),女,天津市人,博士,讲师,主要从事 光通信与集成电路设计方面的研究.

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国家自然科学基金(10974100,5,60577018)、天津市应用基础与前沿技术研究计划重点(10JCZDJC24300)和光电信息技术科学教育部重点实验室开放课题资助项目 (南开大学 电子信息与光学工程学院天津 300071)


Fiber micro-cavity sensor for testing three parameters simultaneously based on cavity ring-down spectroscopy technology
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    摘要:

    提出并实现了一种基于腔衰荡光谱(CRDS)技术的 三参量同时测量的光纤微腔传感器。利用高频CO2激光脉冲技术在1060nm单模 光纤(SMF)上直接刻蚀光学微腔,并将其作为传感单元接入到光 纤环谐振腔中,通过测量脉冲激光衰荡时间实现了对温度、折射率和应变3个不同参数的同 时传感测量。整个传感器系统采用光时分复用(OTDM)技术,3个带有光纤微腔传感单元的光 纤衰荡 腔并联连接,共用一个光源和探测器,在3路光纤环中引入不同的相位调制项,使其输出的 衰荡信号在时域上有效的分开,从而达到三参量传感的目的。传感器结构合理,可操作性 强,后期数据处理工作简单易行,实验结果重复性良好。在此基础之上,可以将此传感 器结构推广到四参量,甚至更多参量的传感器系统中。

    Abstract:

    A three-parameter sensor of fiber micro-cavity based on the cavity ring down s pectroscopy (CRDS) technology is proposed and implemented.The micro-cavity on single mode 1060nm fibers is achieved by direct writing with high frequency CO2laser pulses.As a sensor unit,the fiber micro-cavity is accessed to the fiber loop resonator.The temperature,the refractive index and the strain are measured at the same time by measuring the ring down time of the pulsed laser. Based on the analysis of optical time domain multiplexing (OTDM) principle and t he system configuration,a phase modulation is introduced in different optical ring down c avities.Three optical ring down cavities with fiber micro-cavity are connected in parallel,an d a common light source and a detector are provided.Therefore,the sensing results of different pa rameters are output in time sequence,and the detection of three parameters is real ized at the same time.This sensor structure is reasonable,the maneuverability is strong,the later data processin g is simple,and the experimental results are repetitive very well.On this basis,we can extend th e sensor structure to the four-parameter sensor.The multi-parameter sensor sys tem can be realized even more.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

尚佳彬,张伟刚,魏石磊,郭澎.基于腔衰荡光谱技术的三参量同时测量光纤微腔传感器[J].光电子激光,2014,(5):829~834

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  • 收稿日期:2013-10-10
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