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基于马赫-曾德尔干涉仪的保偏光纤温度传感器研究
  • 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:中国计量大学光学与电子科技学院,浙江杭州310018
  • 相关基金: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°C的范围内,当PMF的长为30mm时,在1 533.68nm和1 560.92nm时的干涉谷对应的波长灵敏度为0.029nm/°C和0.040nm/°C,对应的强度灵敏度为0.12dB/°C和0.097dB/°C;当PMF的长度为40mm时,在1 540.54nm和1 568.64nm时的干涉谷对应的波长灵敏度为0.083 5nm/°C和0.099 8nm/°C,强度灵敏度为0.152dB/°C和-0.211dB/°C。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°C和0.047°C。

英文摘要:

A fiber sensor based on Mach-Zechnder interference (MZI) for measuring temperature is proposed in this paper. The temperature fiber sensor is constructed by a polarization 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. By observing the wavelength and intensity shifts of different interference dips,temperature can be measured,since the core modes and the cladding modes have different sensitivities to temperature. Experimental results indicate that when the tempera- ture is from 25°C to 70 °C ,for the 30 mm PMF sensor,wavelength sensitivities of the wavelength dips at 1 533.68 nm and 1 560.92 rtm are 0. 029 nm/°C and 0. 040 nm/°C ,and the intensity sensitivities are 0.12 dB/°C and 0. 097 dB/℃ ;for the 40 mrn PMF sensor,wavelength sensitivities of the wavelength dips' at 1540.54 nm and 1568. 64 nm are 0. 083 5 nm/°C and 0. 099 8 nm/°C ,and the intensity sensitivi- ties are 0. 152 dB/°C and --0. 211 dB/°C. For the spectrometer with a wavelength and intensity distin- guishability of 0. 01 nrn and 0.01dB,the proposed fiber sensor can reach the distinguishability of 0. 100 ℃ and 0. 047 °C for wavelength and intensity,respectively.

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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