基于LP01和LP11模式干涉的少模光纤温度传感器

摘要：

提出了一种基于LP01和LP11模式干涉的少模光纤温度传感器,利用单模光纤(SMF)和少模光纤(FMF)在入射端偏芯熔接、出射端对准熔接制作而成.利用标量法对FMF建立理论模型,通过光场的电磁边界连续条件推导出了FMF的特征方程,并通过对特征方程数值求解详细分析了FMF中的传输模式;通过有限元分析软件对上述理论模型仿真计算,验证了理论计算结果的正确性;利用制作的传感器进行温度传感实验,并对不同温度下的传输光谱进行傅里叶变换,对参与干涉的两种模式进行了分析.根据光纤的热光效应,建立温度传感模型,分析计算该传感器的温度灵敏度,实验结果与理论计算一致.利用上述特性制作的传感器进行温度测量,当温度发生变化时,干涉峰发生漂移,在25.3～77.3℃范围内,传感器长度为16 mm时,温度灵敏度为158.06 pm/℃.该传感器能广泛应用于工业生产、生物医学等领域的温度测量.

关键词：光纤光学、传输模式、有效折射率、马赫-曾德尔、少模光纤、温度传感器

所属期刊栏目：38

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;国家自然科学基金;河北省应用基础研究计划重点基础研究项目;燕山大学新锐工程人才支持计划

在线出版日期：2018-05-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：64-72