基于无芯光纤与光栅级联的反射式大量程高分辨力海水温度传感器

摘要：

针对海洋环境探测中海水温度的大量程高分辨力测量需求,本文提出并验证了一种基于无芯光纤(NCF)与光纤布拉格光栅(FBG)级联的反射式传感器.传感器的制作过程包括将刻有FBG的单模光纤与带有涂覆层的NCF熔接,之后在NCF的端面上镀金膜形成反射镜,最后将光纤结构封装于毛细管中.其中,无涂覆层的NCF是多模波导,而有涂覆层的NCF可以看作反谐振反射波导,理论分析可知多模干涉和反谐振效应叠加得到输出光谱.由于聚合物涂覆层的热光系数较高,干涉波长的位置随着温度变化发生明显偏移.根据FBG中心波长和干涉波长所在位置,通过对应的拟合曲线可以计算出准确的温度值.实验结果表明,在-6℃～54℃温度范围内,最小可探测温度分辨力为0.000 1℃.该反射式光纤传感器具有加工方便、结构紧凑、灵敏度高等优点,在大范围高分辨力海水温度测量中具有很大的应用潜力.

关键词：无芯光纤、布拉格光栅、多模干涉、反谐振、反射式、温度测量

所属期刊栏目：43

分类号：TN253;TH741(光电子技术、激光技术)

资助基金：国家自然科学基金;河北省自然科学基金

在线出版日期：2022-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：178-185