基于光纤锥和多模渐变光纤的马赫-曾德尔干涉仪的传感特性研究

摘要：

提出了一种基于光纤锥和纤芯失配光纤结构的马赫-曾德尔干涉(MZI)传感器.在距离单模光纤(SMF)锥25 mm处熔接一段长30 mm的多模渐变光纤(GI MMF),形成SMF-光纤锥-SMF-GI MMF-SMF结构.其中,光纤锥起到增加包层模能量的作用,GI MMF为传感臂.传感器外界环境温度、折射率及应力的改变都会使传感器的纤芯基模和包层模的光程差发生改变,从而引起传感器干涉谱发生变化,通过监测干涉谱的变化可以实现对外界物理量的测量.实验研究结果表明,当环境溶液温度在30～89℃范围内变化时,传感器的温度灵敏度为78.6 pm/℃,线性度为0.997;环境溶液折射率在1.333～1.394变化范围内,传感器的折射率灵敏度为81.48 dB/RIU,线性度为0.989;轴向应变在0～933.3με变化范围内,传感器的应变灵敏度为0.33×10-2 dB/με,线性度为0.998.本文传感器可以实现多个物理量的同时区分测量.

关键词：光纤锥、多模渐变光纤(GI MMF)、马赫-曾德尔干涉仪(MZI)

所属期刊栏目：25

分类号：TN253(光电子技术、激光技术)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;教育部科技创新项目;陕西省教育厅重点实验室科研计划资助项目

在线出版日期：2014-10-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：1662-1667