镀有铜膜的锥形光子晶体光纤温度传感器
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作者:
作者单位:

(1.燕山大学 信息科学与工程学院,河北 秦皇岛 066004; 2.河北省特种光纤与光纤传感 重点实验室,河北 秦皇岛 066004)

作者简介:

付广伟(1974-),男,辽宁朝阳人,博士,副 教授,主要从事光纤传感与光电检测等方面的研究.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金(61205068,61475133)、河北省自然科学基金(F2015203270)、河北省高等学校青年拔尖人才计划(BJ2014057)、燕山大学 “新锐工程”人才支持计划和燕山大学信息学院优秀青年基金(2014201)资助项目 (1.燕山大学 信息科学与工程学院,河北 秦皇岛 066004; 2.河北省特种光纤与光纤传感 重点实验室,河北 秦皇岛 066004)


Tapered photonic crystal fiber temperature sensor based on evaporating Cu film
Author:
Affiliation:

(1.School of Information Science and Engineering,Yanshan University,Qinhuangda o 066004,China; 2.Key Laboratory for Special Fiber and Fiber Sensor of Hebei Province,Qinh uangdao 066004,China)

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    摘要:

    提出一种镀有铜(Cu)膜的锥形光子晶体光纤(TPCF) 倏逝波耦合温度传感器。其结构是在两段单模光纤 (SMF)之间熔接上一段长为20mm的PCF,并在熔融拉锥后的TPCF表面 上蒸镀一 层Cu膜制成的。熔接机放电电流设置为10mA,拉锥机拉锥速度为0.08mm/s,H2流量为160mL/min。拉 锥完成后的TPCF锥腰最细处为68.47μm,传感器干涉条纹对比度为 8dB。将传感器放入温控箱中, 传感器两端分别连接至宽带光源(ASE)和光谱仪(OSA)上进行温度传感实验。实验结果表明, 当锥区长为10mm,镀 Cu膜厚为110nm时,在30~80℃温度变化范 围内,传感器的温度灵敏度最高可达0.075dB/℃。本文制作的传感 器 具有结构紧凑、制备简单和灵敏度高等特点,可用于工业生产、生物医学和电力电子等领域 的温度检测。

    Abstract:

    An optical evanescent wave coupling temperature sensor based on evaporating Cu f ilm onto tapered photonic crystal fiber is proposed.The temperature sensor is prepared by fusing a length of 20mm photonic crystal fiber between two sections of single-mode fiber,evaporatin g a layer of Cu film onto the tapered photonic crystal fiber after the photonic crystal fiber has been fus ed and tapered.The discharge current of fusion splicer is 10mA,the speed of optic fiber tapering i s 0.08mm/s,and the hydrogen flow rate is 160mL/min.After tapering the photonic crystal fiber,the smallest diameter of photonic crystal fiber waist is 68.47μm and the interference fringe contrast of this sensor is up to 8dB.The fabricated sensor is placed in the temperature control cabinet for temperature sensing expe riment,with both ends of the sensor with a broadband light source and a spectrometer,respectively.The e xperimental results show that when the tapered length is 10mm and the Cu film thickness is 110nm, the highest temperature sensitivity is 0.075dB/℃ in the 30-80℃ range.This t emperature sensor has the advantages of compact structure,easy manufacturing,high sensitivity,so i t can be used in industrial production,biological medicine and power electronics .

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

付广伟,刘阳,付兴虎,姚文宇,刘雪强,毕卫红.镀有铜膜的锥形光子晶体光纤温度传感器[J].光电子激光,2015,26(9):1639~1645

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  • 收稿日期:2015-06-26
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  • 在线发布日期: 2015-09-30
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