光纤外腔法布里-珀罗干涉仪温度不敏感折射率传感器

"基于飞秒激光处理的光纤外腔法布里-珀罗干涉仪实现的温度不敏感折射率传感器" 本文介绍了使用飞秒激光技术加工的光纤外腔法布里-珀罗干涉仪（EFPI）作为新型折射率传感器的设计与制造。这种传感器主要应用于液体折射率的测量，并采用了两种不同的测试方法：波长跟踪法和傅里叶变换白光干涉法（FTWLI）。通过这两种方法，传感器在不同腔长（288.1μm和358.5μm）下的灵敏度分别为702.312nm/RIU和396.362μm/RIU。这一成果为折射率传感领域提供了一种具有高灵敏度、机械稳定性强以及对温度低交叉敏感性的新传感器。 在实验过程中，研究人员首先利用飞秒激光精细加工光纤，形成EFPI结构。飞秒激光的高精度和非线性效应使得可以精确地控制光纤内部的微结构，从而构建出稳定的干涉腔。在进行折射率测量时，通过改变待测液体的折射率，会改变EFPI干涉腔的光学路径差，进而影响干涉图案的波长位置或相位变化。波长跟踪法通过监测干涉图案的波长移动来确定折射率变化，而FTWLI则通过分析干涉图样得到的频谱来获取信息。 值得注意的是，该传感器设计的目标是降低对环境温度的敏感性。通常，光纤传感器容易受到温度变化的影响，导致测量结果的偏差。然而，这种EFPI传感器通过优化结构和材料选择，实现了对温度的低交叉敏感性，这意味着它可以在各种温度环境下保持稳定的测量性能。 此外，研究中还提出了一种处理金膜的新方法，这可能是为了提高传感器的反射效率和稳定性。金膜的应用可以增强光的反射，进一步提高干涉信号的强度，同时可能也有助于减少外部环境对传感器性能的影响。 这篇研究展示了基于飞秒激光技术的光纤EFPI传感器在折射率测量中的优势，包括高灵敏度、良好的机械稳定性和低温度交叉敏感性。这样的传感器对于环境监测、生物医学检测以及工业过程控制等领域具有重要的应用价值。