高阶模干涉双参数传感器实验：温度与折射率同时测量

"这篇文章是2012年发表在《天津理工大学学报》上的自然科学论文，作者包括陈松、杨秀峰、童峥嵘和曹晔。研究中提出了一种结合单模-多模-单模（SMS）结构与光纤布拉格光栅（FBG）的新型传感器，用于实现对温度和折射率的双参量同时测量。实验使用了芯径分别为50μm和60μm的同长度多模光纤。通过高阶模干涉原理，他们发现芯径为50μm的光纤对温度的灵敏度为0.095 nm/℃，而60μm芯径的光纤则为0.127 nm/℃，表明大芯径能略微提升温度测量的灵敏度。在折射率测量方面，60μm芯径的光纤表现出128.11 nm/RIU的灵敏度，显著高于50μm芯径的61.96 nm/RIU，说明大芯径多模光纤在折射率测量上具有更高的敏感性。这种传感器设计为同时监测环境的温度和折射率变化提供了有效手段。" 该研究的核心知识点包括： 1. 单模-多模-单模（SMS）结构：这是一种光纤传感技术，其中信号在单模光纤和多模光纤之间传输，利用多模光纤内的高阶模干涉进行信息检测。 2. 光纤布拉格光栅（FBG）：FBG是一种特殊类型的光纤组件，能够在特定波长反射光，常用于光谱分析和传感应用。 3. 高阶模干涉：多模光纤中的高阶模干涉是由于不同模式的光在光纤内传播速度不同导致的相位差，可用于精确的物理参数测量。 4. 温度灵敏度：实验表明，芯径大小影响传感器对温度变化的响应，大芯径的多模光纤对温度变化的灵敏度较高。 5. 折射率灵敏度：芯径60μm的多模光纤对折射率变化的灵敏度远高于50μm的芯径，这表明大芯径可以提升传感器在折射率测量方面的性能。 6. 同时测量：该传感器设计独特，能同时测量环境的温度和折射率，这对于环境监测、工业过程控制以及各种光学通信系统具有重要意义。 7. 光纤芯径选择：芯径的选择是优化传感器性能的关键因素，不同的芯径会影响其对不同物理参数的敏感程度。 8. 中图分类号：TN253，这表明文章属于通信与电子技术领域。 9. 文献标识码：A，表示该论文为原创性科学研究成果。 10. DOI：doi：10.3969/j.issn.1673-095X.2012.03.010，是一个数字对象标识符，用于唯一标识和检索该学术文章。