卞继城,郎婷婷,董新永,陈学文,田富鹏.基于马赫-曾德尔干涉仪的保偏光纤温度传感器研究[J].光电子激光,2016,27(7):687~691
基于马赫-曾德尔干涉仪的保偏光纤温度传感器研究
Study of polarization maintaining fiber temperature sensor based on Mach-Zehnde r interferometer
投稿时间:2016-01-20  
DOI:
中文关键词:  光纤光学  光纤传感器  马赫-曾德尔干涉仪(MZI)  保偏光纤(PMF)  温度测量
英文关键词:fiber optics  fiber sensor  Mach-Zehnder interferometer(MZI)  pola rization maintaining fiber (PMF)  temperature measurement
基金项目:国家自然科学基金(61205029)、浙江省自然科学基金(LY15F050004)和浙江省大学生科技创 新(2015R150054) 资助项目 (中国计量大学 光学与电子科技学院,浙江 杭州 310018)
作者单位
卞继城 中国计量大学 光学与电子科技学院,浙江 杭州 310018 
郎婷婷 中国计量大学 光学与电子科技学院,浙江 杭州 310018 
董新永 中国计量大学 光学与电子科技学院,浙江 杭州 310018 
陈学文 中国计量大学 光学与电子科技学院,浙江 杭州 310018 
田富鹏 中国计量大学 光学与电子科技学院,浙江 杭州 310018 
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中文摘要:
      根据马赫-曾德尔干涉仪(MZI)原理在两根标准 单模光纤(SMF)中间熔接一段保偏光纤(PMF),通过电弧 放电和熔接推挤形成凹-凸型锥,构成温度光纤传感器。利用PMF的包层模、纤芯模对温度 的灵敏度差异,通 过检测透射光谱中不同干涉谷的波长和强度变化,实现对温度的测量。实验表明,在25~70℃的范围内, 当PMF的长为30mm时,在1533.68nm和1560.92nm时的干涉谷对应的波长灵敏度为0.029 nm/℃和0.040nm/℃,对应的强度灵敏度为0.12dB/℃和0.097dB/℃;当PMF的长度为 40mm时,在1540.54nm和1568.64nm时的干涉谷对 应的波长灵敏度为0.083 nm/℃和0.099nm/℃,强度 灵敏度为0.152 dB/℃和-0.211dB/℃。根据 光谱仪0.01nm和0.01dB的分辨率,对应的波 长和强度分辨率分别为0.100 ℃和0.047℃。
英文摘要:
      A fiber sensor based on Mach-Zechnder interference (MZI) for measuring tem perature is proposed in this paper.The temperature fiber sensor is constructed by a polariza tion maintaining fiber (PMF) between two conventional single-mode fibers (SMFs) and based on concatenated down and up-tapers simply fabricated by arc discharging and fusion splicing.B y observing the wavelength and intensity shifts of different interference dips,temperature c an be measured, since the core modes and the cladding modes have different sensitivities to temp erature. Experimental results indicate that when the temperature is from 25℃ to 70℃, for the 30mm PMF sensor,wavelength sensitivities of the wavelength dips at 1533.68nm and 1560.92nm are 0.029nm/℃ and 0.040nm/℃,and the intensity sensitivities are 0.12dB/℃ and 0.097dB/℃;for the 40mm PMF sensor, wavelength sensitivities of the wavelength dips at 1540.54nm and 1568.64nm are 0.0835nm/℃ and 0.0998nm/℃,and the intensity sensitivities are 0.152dB/℃ and -0.211dB/℃.For the spectrometer with a wavelength and intensity distinguishability of 0.01nm and 0.01dB,the proposed fiber sensor can reach the distinguishability of 0.100℃ and 0.047℃ for wavelength and int ensity,respectively.
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