飞秒激光加工光纤微腔在FLRD传感中的应用

"飞秒激光蚀刻光纤微腔及其在光纤环衰荡腔中的应用" 本文主要探讨了利用飞秒激光技术在光纤上制作微纳结构，以实现光纤环衰荡腔（FLRD）系统中对微量气体和液体的高灵敏度传感。飞秒激光是一种极短脉冲的激光，其脉宽在飞秒级别（1飞秒=10^-15秒），具有极高的能量密度，能够在材料中产生精确且精细的微结构，而不引起过多的热效应。 作者利用800纳米波长的飞秒激光脉冲，在标准的980纳米和1550纳米单模光纤上进行了直写加工，形成了宽度4微米、深度80微米的光学微腔。这种微腔设计有助于增强光纤内部的光场强度，进而提高对微小变化的敏感性。将这些微腔集成到光纤环衰荡腔系统中，可以显著改善系统的探测性能。 光纤环衰荡腔（FLRD）的工作原理是基于光的谐振效应，当光在光纤环中来回传播时，会在特定频率上形成稳定的光功率振荡，而微腔的存在会改变光的传输特性。当微腔与待检测的气体或液体相互作用时，由于物质对光的吸收，会导致衰荡时间的变化和损耗的增加，从而影响光的谐振频率。通过测量这些变化，可以推算出待测流体的浓度。 文章深入分析了光纤环衰荡腔的探测原理，并对微流体吸收探测中涉及的衰荡时间、损耗与流体浓度之间的关系进行了理论推导。实验结果显示，利用该系统可以实现对微量流体浓度的高灵敏度吸收谱探测，这对于环境监测、生物医学检测等领域具有重要意义。 关键词：传感器，光学微腔，飞秒激光，光纤环衰荡腔，光谱分析 总结来说，这篇文章展示了飞秒激光技术在精密光纤传感领域的应用，通过在光纤上创建微型光学腔，提高了光纤环衰荡腔对微弱信号的检测能力，尤其是在检测气体和液体浓度方面展现出优越的性能。这一研究不仅加深了我们对光纤传感技术的理解，也为未来开发更先进的传感器提供了新的思路和方法。