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镀有铜膜的锥形光子晶体光纤温度传感器
  • 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]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
  • 相关基金: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
中文摘要:

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10 mA,拉锥机拉锥速度为0.08 mm/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。

英文摘要:

An optical evanescent wave coupling temperature sensor based on evaporating Cu film onto ta- pered photonic crystal fiber is proposed. The temperature sensor is prepared by fusing a length of 20 rnm photonic crystal fiber between two sections of single-mode fiber,evaporating a layer of Cu film onto the tapered photonic crystal fiber after the photonic crystal fiber has been fused and tapered. The discharge current of fusion splicer is 10 mA,the speed of optic fiber tapering is 0. 08 mm/s,and the hydrogen flow rate is 160 mL/min. After tapering the photonic crystal fiber,the smallest diameter of photonic crystal fiber waist is 68. 47/~m and the interference fringe contrast of this sensor is up to 8 dB. The fabricated sensor is placed in the temperature control cabinet for temperature sensing experiment, with both ends of the sensor with a broadband light source and a spectrometer, respectively. The experimental results show that when the tapered length is 10 mm and the Cu film thickness is 110 nm, the highest temperature sensitivity is 0.075 dB/℃ in the 30-80 ℃ range. This temperature sensor has the advantages of com- pact structure, easy manufacturing, high Sensitivity, so it can be used in industrial production, biological medicine and power electronics.

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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