高灵敏拉锥多模光纤折射率传感器的研究与应用

本文主要探讨了基于拉锥多模光纤的高灵敏度光纤折射率传感器的研究，由任琦睿、郭园园、赵彤和王文杰等人合作完成，发表在中国科技论文在线上。该研究的核心是利用氢氧焰技术对标准的62.5/125微米芯径的多模光纤进行熔融拉锥处理，以获得拉锥长度为30毫米、光纤直径仅为3.5532微米的新型光纤结构。这种拉锥多模光纤被设计成单模-拉锥多模-单模（STMS）结构，其独特的设计使得传感器具有强烈的倏逝场特性，这意味着它对外界折射率的变化非常敏感。 实验结果显示，在室温25摄氏度下，当拉锥区域被液滴包裹时，该折射率传感器展现出卓越的性能。在折射率范围1.3414到1.3586之间，传感器显示出极高的灵敏度，达到每单位折射率单位（RIU）1009.9纳米。这意味着该传感器能够精确地检测和测量液体折射率的微小变化，这对于许多应用领域，如化学分析、生物医学检测以及光学通信等都具有重要的实际价值。 此外，研究者强调了关键词“折射率传感”和“拉锥光纤”，这表明他们的工作着重于利用拉锥技术提升光纤传感器的性能，使其能够在各种环境中实现对折射率的高效测量。文章还可能涉及到倏逝场理论的应用，即光在光纤中的传播过程中，由于模式间的相互作用形成的瞬态现象，这对提高传感器响应速度和动态范围至关重要。 总结来说，这篇论文提供了一种创新的光纤传感器设计，通过优化的拉锥工艺和利用光纤的倏逝场特性，实现了对折射率的高精度测量，为光学传感技术的发展做出了重要贡献。未来，这种高灵敏度的拉锥多模光纤传感器有可能在工业生产、科学研究以及医疗诊断等领域发挥重要作用。