微椭球空气腔光纤法布里-珀罗干涉仪：反射率与温度同步测量

"Fiber in-line Fabry–Perot interferometer for simultaneous measurement of reflective index and temperature" 光纤直列Fabry–Perot干涉仪是一种用于同时测量反射率指数和温度的精密光学传感器。这种传感器的设计和实现是光学传感技术的重要进展，特别是在环境监测、生物医学检测以及工业过程控制等领域具有广泛应用前景。 该传感器的核心组成部分是一个微椭球形空气腔和一段实心芯光子晶体光纤。微椭球形空气腔起到了反射镜的作用，而光子晶体光纤则提供了高效的光传播和模式控制。通过将这两个组件结合在一起，可以构建出一个紧凑且灵敏的传感头。 当入射光通过这个结构时，会在空气腔内形成干涉图案。由于空气腔的反射率和腔体长度（受温度影响）会改变，因此干涉图案的波长也会发生变化。通过对反射光谱中的谷点（dip）进行快速傅里叶变换（FFT），并追踪其波长位移，就可以同时获取反射率指数（RI）和温度的信息。 实验结果显示，在RI值从1.34到1.43的范围内，RI的振幅灵敏度为5.30/RIU，波长灵敏度为8.46×10^-1 nm/RIU。这表明了该传感器在RI测量方面的高精度。对于温度测量，实验数据表明，在15°C到75°C的温度范围内，温度的振幅灵敏度为6.8×10^-4/°C，波长灵敏度为2.48×10^-3 nm/°C。这些数值证实了该传感器在温度感应上的高敏感性。 由于其简单的制造工艺、直观的检测系统以及能够同时测量两个重要参数的能力，这种光纤直列Fabry–Perot干涉仪在实际应用中具有显著的优势。它可以方便地集成到现有的光纤网络中，无需复杂的设备或繁琐的校准过程。此外，由于其对环境扰动的固有稳定性，使得它在各种苛刻环境条件下也能保持可靠的工作性能。 光纤直列Fabry–Perot干涉仪的创新设计和优异性能使其成为一种极具潜力的多参数传感解决方案，有望在未来的各种领域中发挥重要作用，包括但不限于环境监测、医疗诊断、石油和天然气管道的泄漏检测、食品和饮料行业的质量控制，以及半导体制造过程中的工艺监控。