新型光纤折射率传感器：基于纤芯失配多模干涉

"基于纤芯失配多模干涉的光纤折射率传感器，通过单模光纤、色散补偿光纤和单模光纤的级联结构，结合光纤布拉格光栅(FBG)，形成一种新型的传感器设计。这种传感器克服了传统SMS结构需要包层腐蚀和对环境温度敏感的问题。" 在光纤传感技术领域，光纤折射率传感器是一种重要的检测工具，用于测量各种介质的折射率，从而推断其物理或化学性质。传统的基于多模干涉效应的单模-多模-单模(SMS)结构传感器通常需要对光纤的包层进行腐蚀处理，以增加灵敏度，但这会增加制造复杂性，并使传感器容易受到环境温度变化的影响。为了改善这些问题，研究人员提出了一个基于纤芯失配多模干涉的新型光纤折射率传感器。 该传感器由单模光纤、色散补偿光纤和单模光纤的级联构成，其中还包含一个光纤布拉格光栅(FBG)。FBG作为一种反射器，能够精确地控制和稳定光的反射波长，对于温度变化具有良好的响应特性，因此可以作为温度补偿元素，提高传感器的温度稳定性。整个传感器的长度控制在100毫米以内，这使得其在实际应用中更便于集成和操作。 通过对传感器进行实验测试，发现在折射率范围1.33至1.39的液体中，特征波长与折射率呈现线性关系，显示出高灵敏度，达到232.8纳米/折射率单位。这意味着当折射率发生微小变化时，传感器的响应波长会有明显移动，从而能准确地测量出折射率的变化。此外，级联的FBG不仅增强了传感器的灵敏度，还能对温度变化进行实时校准，确保了在不同环境条件下测量结果的准确性。 这一创新设计展示了光纤光学在传感领域的巨大潜力，特别是在需要高精度和抗环境干扰能力的场合。通过对光纤结构的优化，可以进一步提升传感器的性能，拓展其在化学、生物、环境监测等多个领域的应用。该研究对光纤传感器的设计和制造提供了新的思路，对于推动光纤光学和光纤传感技术的发展具有重要意义。