光纤耦合折射率计：倾斜光纤光栅与D型光纤的创新应用

"基于倾斜光纤光栅与D型光纤纤间耦合的折射率计" 本文主要介绍了一种新型的折射率计设计，该设计利用了倾斜光纤光栅（TFBG）与D型光纤之间的光纤纤间倏逝场耦合原理。这种反射式折射率计能够有效地测量周围折射率（SRI），测量范围覆盖从1.33到1.45的宽广区间，适用于多种介质的折射率检测。 首先，文章提到了倾斜光纤光栅的角色。TFBG是一种特殊的光纤器件，它的结构是光纤的一部分光栅被倾斜切割，这样的设计使得纤芯模式的光能被激发到光纤的包层。当光线在包层中传播时，会产生倏逝场，这是一种能量逐渐衰减但仍在光纤外部具有一定影响的电磁场。 接着，平行放置的D型光纤与TFBG相互作用。D型光纤因其特殊的形状——一侧面被剥离，使得光纤纤芯暴露，增强了对倏逝场的敏感性。当TFBG的倏逝场与D型光纤的纤芯接触时，两者之间会发生耦合，导致部分光能量传输到D型光纤中。由于D型光纤的传输特性会受到周围环境折射率的影响，因此，通过监测从D型光纤返回的光能量变化，可以精确地推算出光纤周围环境的折射率变化。 实验结果显示，这种折射率计具有高灵敏度，范围在1000-13000nW/RIU（RIU表示折射率单位）。特别值得一提的是，这种设计的测量结果不会受到温度变化的影响，确保了测量的稳定性。同时，由于倾斜光纤光栅自身的反射谱特性也会随温度改变，如果需要同时获取温度信息，可以通过分析TFBG的反射光谱实现。 这种基于倾斜光纤光栅与D型光纤耦合的折射率计设计，不仅具有宽范围、高灵敏度的测量能力，还具备抗温度干扰的特性，对于光纤传感技术的发展和实际应用，如化学和生物传感、环境监测等领域，具有重要的科学价值和实际意义。