光纤传感器折射率研究.doc

1引言
光纤传感器保持数字的优势传统电传感器。前者是廉价的,紧凑,重量轻,抗电磁干扰。这导致在生化传感应用光纤传感器的需求量很大。近年来,光纤的折射率(RI)传感器已经吸引了很多的关注,因为你是有用的在许多领域包括环境监测,生物医学传感。两个光纤布拉格光栅(FBG)和长周期的光栅(LPGS)已被用于在RI光纤传感器。基于RI传感器的光纤光栅,光纤光栅是经常蚀刻或抛光的增益制导模式的倏逝场进入包围被测材料[ 1-3 ]。随着光纤光栅型RI传感器相比,基于LPG [4-7]传感器更适用的因为他们的内在耦合机制。一种基于法布里-佩罗特RI传感器(F-P)干涉仪也有报道[ 8 ]。这种传感结构,利用对干涉条纹测量日最大对比的变化。法朗兹ã[ 9 ]提出了一种基于高双折射仪蚀刻的D型光纤环镜。RI测量倏逝场增加了使用蚀刻的D型结构纤维的基于光子晶体光纤的折射,也提出了[ 10 ]。然而,这些折射仪的测量原理是利用波长位移来检测外部RI变化,这是面对温度交叉敏感的一个大问题。因此,温度补偿是必要的。同时,所获得的灵敏度在RI传感结构,这是以前的报告不够高。因此,光纤折射仪可以在没有额外的温度补偿部分需要实现高灵敏度的实际应用中是可取的。
在这项工作中,一个传感头组成的光纤环镜上刻有高双折射光子晶体光纤(高双折射光子晶体光纤)提出并被实验验证了。高双折射光子晶体光纤是完全倒塌的剪接点附近,因此在高双折射光子晶体光纤的包层模式就很兴奋,这是敏感的折射率(RI)周围介质。由于低温光和热膨胀系数的高双折射光子晶体光纤传感头,在我们的设计中的温度不敏感的。高双折射光子晶体光纤的倒塌的工作就像一个Mach森德interfermater(MZI),考虑到平面结构,interfermater组合形成,导致高灵敏度。液体的RI值可通过检测干涉条纹位移测量对应于FLM与MZI。液体的RI值可通过检测干涉条纹位移测量对应于FLM与MZI。
2 传感器的制造和操作原则
提出的传感器头示意图是图1所示。放大的自发辐射(ASE)1450~1650nm波长范围源连接到该FLM的输入,和输出光谱与光谱分析仪(OSA的检测,aq6370,爱德,日本)。的OSA是最高分辨率20PM。在FLM拼接而成(使用一个商用光纤熔接机(藤仓fsm-40s))一段高双折射光子晶体光纤(lma-10)到22 3dB耦合器的武器。长度在5cm和它的两端被倒塌的融合拼接两identicalsingle模式纤维之间的高双折射光纤(SMF-28)是在耦合器的武器。图1的插图显示的高双折射光子晶体光纤的截面图,其中有一个坚实的核心μ直径11 。
图1(a)所提出的RI传感器示意图;(b)的高双折射光子晶体光纤的使用等;(C)的局部放大的传感头图。
拼接的光纤到光纤进行了使用商用光纤熔接机(Fujikurafsm-40s)。强烈的电弧放电引起的局部加热的PCF,导致在熔覆区的加热段空气孔塌陷PCF。它可以从预制拼接点的照片看到,那里的PCF的空气孔结构塌陷的剪接点附近,在很短的长度的~ 140μM. PCF不再是单一模式由于纤维无芯包结构更在塌陷区的区域。当引入光纤基模的传播到光子晶体光纤的折叠区域,其模场直径将被拓宽,由于衍射,允许核心激发和在完整的光子晶体光纤截面