锥-单模光纤-细芯光纤-球结构的复合干涉型传感器温度特性研究
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作者:
作者单位:

(天津理工大学 电气电子工程学院,天津 300384)

作者简介:

童峥嵘(1971-),女,陕西西安人,博士,教授,硕士生导 师,主要从事光通信与光传感方面的研究.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家级高等学校大学生创新创业训练计划(201910060032)和天津市自然科学基金资助(18J CYBJC86300)资助项目 (天津理工大学 电气电子工程学院,天津 300384)


Composite interferometric optical temperature sensor based on tapered-SMF-TCF -spherical structure
Author:
Affiliation:

(School of Electrical and Electronic Engineering,Tianjin University of Technolo gy,Tianjin 300384,China)

Fund Project:

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    摘要:

    随着传感技术的发展,传感器的应用领域变得更加 广阔。许多场合需要高精度的温度传感器,干涉型光纤传感器具有灵敏度高、抗电磁干扰等 优点,受到广泛关注。因此,基于复合干涉原理,设计了一种基于锥-单模光 纤-细芯光纤-球结构的传感器。该传感 器是在由单模光纤制作的锥型结构和球型结构之间,插入相同长度的单模光纤和细芯光纤制 成的,在单模光纤与细芯光纤的熔接处,以及细芯光纤和球型结构的熔接处皆发生干涉。当 温度变化时,光纤纤芯模式和包层模式的相位差发生改变,从而使透射谱中的干涉谷发生漂 移。通过测量干涉谷的漂移量,便可得到温度变化量,实现温度传感。对 传感器温度特性进行研究,当温度从30 ℃变化到75 ℃时,透射谱中的两个干涉谷分别向长波长漂移了 1.5 nm和3.75 nm,灵敏度分别为0.033 nm/℃和0.083 nm/℃。本文提出的传感结构体积小 、制作简便、成本低且两个谷的温度灵敏度较高,可望应用在双参量或多参量测量的场合。

    Abstract:

    With the development of sensing technology,the application of sensors has been m uch broader.High precision temperature sensors are needed in plenty of occasions and the interferometric optical fiber sensors have been widespread concerned be cause of some advantages such as high sensitivity,anti-electromagnetic interfer ence and so on.Therefore,a sensor with tapered single mode fiber thin code fiber spherical structure (tapered-SMF-TCF-spherical structure) structure is propo sed based on compound interference principle.This sensor is fabricated by inserting a single mode fiber as well as a thin-core fiber,which are of the sam e length,between a tape red structure and a spherical structure,As temperature changes,the phase differe nce between the core mode and the cladding mode changes,resulting in shifts of t he dips in the transmission spectra.By measuring the shifts of dips,the temperat ure variation can be obtained,the realizing temperature sensing.The temperature experiment shows that when the temperature changes from 30℃ to 75℃,the two dips in transmission spectra move 1.5nm and 3.75nm toward the long wavelength respectivel y,and the sensitivities are 0.033nm/℃ and 0.083nm/℃.The proposed sensor is c haracterized by small size,easy fabrication and low cost,and the temperature sen sitivity of two dips is high,thus having a good prospect in double or multiple parameters measurement.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

李德贵,冯珺,王明旭,童峥嵘.锥-单模光纤-细芯光纤-球结构的复合干涉型传感器温度特性研究[J].光电子激光,2020,31(3):229~236

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  • 收稿日期:2020-02-22
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  • 在线发布日期: 2020-05-29
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