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基于光子晶体光纤M-Z干涉仪的折射率传感器研究
  • ISSN号:1005-0086
  • 期刊名称:《光电子.激光》
  • 时间:0
  • 分类:TN253[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]重庆大学光电工程学院光电技术及系统教育部重点实验室,重庆400044, [2]电子科技大学通信学院,宽带光纤传输及通信网络技术教育部重点实验室,四川成都610054
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(60807019); 教育部新世纪优秀人才支持计划基金资助项目(NCET-08-0602); 中央高校研究生个人创新资助项目(CDJXS11120019)
中文摘要:

研制了一种通过手工熔接方法在两段单模光纤(SMF)间焊接一段实芯光子晶体光纤(PCF)而形成的Mach-Zehnder干涉仪(MZI)传感器,研究了传感器传输光谱与外界折射率的关系。实验结果表明,这种MZI传感器的中心波长随着外界折射率的增加向长波方向漂移,在1.340-1.384的折射率变化范围内,干涉长为3.2cm的MZI传感器灵敏度为70.45 nm/RIU。通过腐蚀可以进一步提高传感器干涉光场与外界折射率的耦合程度,腐蚀后传感器的折射率灵敏度可提高到198.77 nm/RIU,约为腐蚀前的2.8倍。在30~100℃温度范围内,传感器的温度灵敏度仅为0.0019 nm/℃,因此在应用中可以克服温度交叉敏感问题,从而为生物化学领域的测量提供了一种全光纤型器件。

英文摘要:

This paper presents a fiber-optic refractive index sensor based on the Mach-Zehnder interferometer(MZI) formed by splicing a section of endless singlemode photonic crystal fiber between two sections of conventional single-mode fibers.The relationship between the resonance wavelength shift and the refractive index is investigated.Experimental results show that the resonance wavelength shifts to the longer wavelength with the increase of the refractive index,and the sensitivity is 70.45 nm/RIU for a MZI with interference length of 3.2 cm as the refractive index ranges from 1.34 to 1.384.To enhance the coupling coefficient between the interference field and the refractive index,the interference beam of the MZI was etched.The refractive index sensitivity has been increased up to 198.77 nm/RIU after being etched,which is 2.8 times of the aforementioned MZI.In addition,such a sensor is insensitive to temperature with a sensitivity of 0.001 9 nm/℃ as the temperature ranges from 30 ℃ to 100 ℃.Therefore,such a MZI can overcome the temperature cross-sensitivity when it is used for the refractive index measurement,which offers an alternative device in chemical and biology fields.

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期刊信息
  • 《光电子.激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:天津市教育委员会
  • 主办单位:天津理工大学 中国光学学会
  • 主编:巴恩旭
  • 地址:天津市西青区宾水西道391号
  • 邮编:300384
  • 邮箱:baenxu@263.net baenxu@aliyun.com
  • 电话:022-60214470
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-0086
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1182/O4
  • 邮发代号:6-123
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:16551