可调PCF-LPG压力传感器：新型光学传感技术

"基于可调PCF-LPG结构的压力传感器，利用光子晶体光纤（PCF）和普通单模光纤（SMF）设计的传感器，通过监测LPG的透射峰功率变化来检测压力，适用于建筑、航天、医学等领域。" 在光纤传感技术中，长周期光纤光栅（LPG）因其独特的性质被广泛应用于各种物理量的测量，包括压力。传统的LPG传感器通常需要预先在光纤中刻写永久光栅，成本较高。然而，黄海宇、侯尚林等人的研究提出了一种基于可调PCF-LPG结构的压力传感器，降低了制作成本并提高了可调性。 该传感器的核心在于利用可调的长周期光纤光栅，其结构是通过金属凹槽面周期性地微弯光子晶体光纤，形成光栅。当外加压力作用于传感器时，光纤的折射率会发生变化，由于弹光效应，这会导致光栅的效应增强，进而引起出射光谱中心波长的功率降低。通过监测这一变化，可以精确地测定所施加的压力。 论文特别指出，使用光子晶体光纤作为压力敏感光纤的一个重要原因是PCF的独特光学特性。与常规单模光纤相比，PCF具有无穷尽单模传输的能力，并且其对环境折射率的敏感性较低，这使得PCF-LPG传感器在环境扰动下具有更好的稳定性。尽管在实验中，使用PCF的传感器未能产生预期的光栅效应，研究人员分析了可能的原因，并提出了更换更适合类型的PCF的策略。 传感器的设计还包括一个角度可调的光纤配置，允许调整光栅周期，以及一根平行的光纤用于分压，确保压力均匀作用于PCF，防止外部干扰。这种设计确保了传感器的简单性和实用性，使其在建筑结构监测、航空航天设备检测，以及生物医学应用（如血压监测或组织压力测量）中具有极大的潜力。 这项研究展示了光子晶体光纤在压力传感中的创新应用，通过可调LPG结构实现了低成本、高灵敏度的压力检测。未来的研究可能会进一步优化PCF的选择和传感器的结构，以提升其性能和适应性，推动光纤传感技术的发展。