光纤传感器：多模干涉与长周期光纤光栅的温度折射率测量

"基于多模干涉和长周期光纤光栅的温度及折射率同时测量" 在光纤光学领域，一种创新的传感器设计被提出，利用了多模干涉(MMI)理论和长周期光纤光栅(LPFG)的独特性质，实现了对温度和折射率的精确并行测量。这种传感器结构由单模-多模-单模(SMS)结构与LPFG级联组成，具有高灵敏度和抗干扰性能。实验结果显示，SMS结构的干涉效应对于温度变化的响应灵敏度为0.017纳米/摄氏度，而LPFG对温度变化的灵敏度为0.060纳米/摄氏度。有趣的是，SMS结构对折射率的变化几乎不敏感，但LPFG的折射率灵敏度高达-35.60纳米/RIU。 通过敏感矩阵分析，这种传感器可以同时解析出温度和折射率的值，其最大测量误差分别为±0.59摄氏度和±0.0013 RIU。这一误差范围确保了高度的测量精度。由于其结构简单，且不易受到电磁干扰，使得该传感器在复杂环境中仍能保持稳定性能。 该传感器的实验结果展示了良好的线性关系，这为其在生物化学领域的广泛应用奠定了基础。在生物化学检测中，准确地测量温度和折射率对于理解反应过程和监测环境条件至关重要。例如，它可以用于生物分子相互作用的研究，生物溶液的浓度测定，以及药物开发和疾病诊断中的各种生化分析。 结合多模干涉和长周期光纤光栅技术的光纤传感器，提供了一种高效、准确的双参数测量解决方案。这种技术的进一步发展和优化可能会推动光纤传感技术的进步，并为未来的科研和工业应用带来更多的可能性。