一种新型的液晶填充SM-NC-SM结构光纤温度传感器
DOI:
CSTR:
作者:
作者单位:

(1.浙江师范大学 信息光学研究所,浙江省光信息检测与显示技术研究重点实验室, 浙江 金华 321004; 2.浙江师范大学与浙江大学光学联合研究实验室,浙江 杭州 310058)

作者简介:

彭保进(1967-) ,男,浙江仙居人,硕士,教 授,主要从事光电技术、计算机技术方面的研究.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金(61007029、11274278)和浙江省自然科学基金(Y15F050012) 资助项目 (1.浙江师范大学 信息光学研究所,浙江省光信息检测与显示技术研究重点实验室, 浙江 金华 321004; 2.浙江师范大学与浙江大学光学联合研究实验室,浙江 杭州 310058)


A novel fiber temperature sensor with liquid-crystal filled SM-NC-SM structure
Author:
Affiliation:

(1.Key Laboratory of Researching Optica l Information Detecting and Display Technology of Zhejiang Province,Institute of Information Optics,Zhej iang Normal University,Jinhua 321004,China; 2.Joint Research Laboratory of Optic s of Zhejiang Normal University and Zhejiang University,Hangzhou 310058,China)

Fund Project:

  • 摘要
  • |
  • 图/表
  • |
  • 访问统计
  • |
  • 参考文献
  • |
  • 相似文献
  • |
  • 引证文献
  • |
  • 资源附件
  • |
  • 文章评论
    摘要:

    基于向列相液晶(NLC)和多模干涉原理,提出了 一种新型的全光纤温度传感器。在两段普通单模光纤(SMF)中 间熔接一段直径为200μm、长约为10cm的无 心光纤(NCF),之后将其插入充满液晶的毛细管中并用胶棒密封,实现 液晶封装的SM-NC-SM结构的制作。其中,液晶可视为NCF的包层,基于NLC的温度 -折射率可调性和热光系数大的特性,能通过SM-NC-SM结构传播的光 受到温度调制,通过检测特征波长的漂移实现外环境温度测量。实验测得在27~67℃温度范围内的灵敏度高达626.6pm/℃, 并得到特征波长漂移与温度良好的线性关系,其线性度为99.23%。利 用设计的传感器搭建了实 用的光电检测系统,将波长漂移量的检测转换成电压大小的测量,测得相对误差小于4%。 本文设计的传感器结构简单、成本低和 灵敏度高,为温度传感应用提供了一种新方法。

    Abstract:

    Based on nematic liquid crystal (NLC) and multimode interference princ iple,a novel all-fiber temperature sensor is proposed.A piece of no-core fiber (NCF) with a large dia meter of 200μm and 10cm in length is spliced between two single-mode fibers to form a single mod e (SM)-no core (NC)-SM structure.As the micro-structure is sealed in an NLC-filled capillary with glu e,the compact temperature sensing probe is fabricated.The liquid crystal can be considered as the clad ding of NC fiber.Based on the extraordinarily large thermo-optic coefficient (dn/ dT) of NLC and tunable refractive index of NLC with the temperature,the light which can pass through the SM-NC-SM structure is modulated by temperature.And by measuring the wavelength shift of the peak, the environmental temperature detection can be achieved with the high sensitivity of 626.6pm/℃ in a temperature range of 27-67℃. We have also built the corresponding photoelectric system to convert t he detection of wavelength shifts into the voltage size measurement,and t he relative error is less than 4%.Given the nature of simplicity,low cost and high sensitivity,the presented fiber sensor with NLC- filled SM-NC-SM structure provides the potential to temperature sensing applications.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

雷雪琴,于雅婷,俸闻婧,彭保进,李晓东.一种新型的液晶填充SM-NC-SM结构光纤温度传感器[J].光电子激光,2015,26(12):2278~2282

复制
分享
文章指标
  • 点击次数:
  • 下载次数:
  • HTML阅读次数:
  • 引用次数:
历史
  • 收稿日期:2015-09-26
  • 最后修改日期:
  • 录用日期:
  • 在线发布日期: 2016-02-29
  • 出版日期:
文章二维码