腰椎放大细芯光纤传感器实现折射率/温度同时测量的研究
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作者:
作者单位:

(中国计量大学 光学与电子科技学院,浙江 杭州 310018)

作者简介:

郎婷婷(1981-),女,浙江杭州人,博士,副 教授,主要从事光纤传感、光通信和集成光学等方面的研究.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金(61205029)和浙江省自然科学基金(LY15F050004)资助项目 (中国计量大学 光学与电子科技学院,浙江 杭州 310018)


Thin-core single-mode fiber sensor for simultaneous measurement of refractive index and temperature based on waist-enlarged tapers
Author:
Affiliation:

(College of Optic and Electronic Techology,China Jiliang University,Hangzhou 310018,China)

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    摘要:

    根据马赫-曾德尔干涉(MZI)原理,在两段标准单模光纤(SMF)中间腰椎放大熔接长为2cm 的细芯SMF (TCSMF),构成光纤传感器。利用TCSMF的包层模、纤芯模对折射率和温度的灵敏度差异, 通过检测透 射光谱中不同级次的干涉谷的特征波长变化,结合敏感矩阵实现对折射率/温度的双参数同 时测量。实验选取 在1502.54nm波长处干涉谷的折射率和温度的 灵敏度分别为270.5171nm/RIU(其中RIU为折射率单位)和19.3 pm/℃;在1521.64nm波长处干涉谷的折射率灵 敏度为239.510nm/RIU,对温度不敏感。根据 0.01nm波长分 辨率的光谱仪(OSA),本文光纤传感器对折射率和温度的分辨率分别为3.6966×10-5 RIU 和0.518℃,也可以应用于其他参数的 测量,具有良好的应用和发展前景。

    Abstract:

    A fiber sensor based on Mach-Zehnder interference (MZI) for simultaneously measuring refractive index and temperature is proposed in this paper.The fiber sensor is constructed by wai st-enlarging a 2cm thin-core single-mode fiber between two conventional sing le-mode fibers.By observing the wavelength shifts of different interference dips and using the sensitivity matrix,refractive index and temperat ure can be measured simultaneously,since the core modes and the cladding modes have different sensitivities to these two external parameters. Experimental results indicate that refractive index and temperature sensitivitie s of the wavelength dips at 1502.54nm are 270.5171nm/RIU and 19.3pm/℃,the refractive index se nsitivity of the wavelength dip at 1521.64nm is 239.5103nm/RIU and whereas the temperature is insensitive.The proposed f iber sensor can reach a resolution of 3.696 6×10-5 RIU for refractive index and 0.5181℃ for tem perature.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

卞继城,郎婷婷,孔文,金嘉俊.腰椎放大细芯光纤传感器实现折射率/温度同时测量的研究[J].光电子激光,2016,27(4):353~358

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  • 收稿日期:2015-11-14
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  • 在线发布日期: 2016-04-28
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