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全光纤粗锥MZ级联PCF-FP结构双参数特性研究

周康鹏 何巍 张雯 刘锋 祝连庆

周康鹏, 何巍, 张雯, 刘锋, 祝连庆. 全光纤粗锥MZ级联PCF-FP结构双参数特性研究[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(7): 717004-0717004(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0717004
引用本文: 周康鹏, 何巍, 张雯, 刘锋, 祝连庆. 全光纤粗锥MZ级联PCF-FP结构双参数特性研究[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(7): 717004-0717004(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0717004
Zhou Kangpeng, He Wei, Zhang Wen, Liu Feng, Zhu Lianqing. Dual-parameter characterization based on all-fiber waist-enlarged-bitapers MZ cascaded PCF-FP[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(7): 717004-0717004(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0717004
Citation: Zhou Kangpeng, He Wei, Zhang Wen, Liu Feng, Zhu Lianqing. Dual-parameter characterization based on all-fiber waist-enlarged-bitapers MZ cascaded PCF-FP[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(7): 717004-0717004(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0717004

全光纤粗锥MZ级联PCF-FP结构双参数特性研究

doi: 10.3788/IRLA201948.0717004
基金项目: 

国家自然科学基金(51775051,61801030);高等学校学科创新引智计划(先进光电子器件与系统学科创新引智基地,D17021);载人航天预研项目(20184112043)

详细信息
    作者简介:

    周康鹏(1991-),男,硕士生,主要从事光纤传感及飞秒激光加工方面的研究。Email:fishmore0228@sina.com

  • 中图分类号: TN253;O436.1

Dual-parameter characterization based on all-fiber waist-enlarged-bitapers MZ cascaded PCF-FP

  • 摘要: 为了在测量NaCl溶液浓度的同时实现对温度的监测,提出了一种基于马赫-曾德干涉仪(Mach-Zehnder Interferometer,MZI)级联法布里-珀罗干涉仪(Fabry-Perot Interferometer,FPI)的干涉型传感器。在单模光纤上通过熔融放电制作出一对腰锥直径155 m、间隔1.5 cm的MZI,其对比度为10 dB、周期29.85 nm;在MZI尾纤的一端与光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber,PCF)相对熔接并在距熔接点176 m处将PCF切平,形成对比度为8 dB、周期为5.71 nm的FPI。实验选取1 535~1 555 nm波段MZI和FPI的干涉波谷特征波长,在0~150℃的温度和0%~24%的NaCl溶液浓度变化范围内测得MZI的温度和折射率灵敏度分别为50 pm/℃和9.97 nm/RIU,线性度均大于0.97;而FPI的波谷特征波长对折射率不敏感,温度灵敏度约为8.3 pm/℃,线性度为0.98。最后,通过构建温度-浓度函数关系矩阵得出了对温度和NaCl溶液浓度的灵敏度矩阵。该干涉型传感器对温度和NaCl溶液浓度表现出良好的灵敏度和线性度,可实现上述双参数的同时测量。
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-02-01
  • 修回日期:  2019-03-03
  • 刊出日期:  2019-07-25

全光纤粗锥MZ级联PCF-FP结构双参数特性研究

doi: 10.3788/IRLA201948.0717004
    作者简介:

    周康鹏(1991-),男,硕士生,主要从事光纤传感及飞秒激光加工方面的研究。Email:fishmore0228@sina.com

基金项目:

国家自然科学基金(51775051,61801030);高等学校学科创新引智计划(先进光电子器件与系统学科创新引智基地,D17021);载人航天预研项目(20184112043)

  • 中图分类号: TN253;O436.1

摘要: 为了在测量NaCl溶液浓度的同时实现对温度的监测,提出了一种基于马赫-曾德干涉仪(Mach-Zehnder Interferometer,MZI)级联法布里-珀罗干涉仪(Fabry-Perot Interferometer,FPI)的干涉型传感器。在单模光纤上通过熔融放电制作出一对腰锥直径155 m、间隔1.5 cm的MZI,其对比度为10 dB、周期29.85 nm;在MZI尾纤的一端与光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber,PCF)相对熔接并在距熔接点176 m处将PCF切平,形成对比度为8 dB、周期为5.71 nm的FPI。实验选取1 535~1 555 nm波段MZI和FPI的干涉波谷特征波长,在0~150℃的温度和0%~24%的NaCl溶液浓度变化范围内测得MZI的温度和折射率灵敏度分别为50 pm/℃和9.97 nm/RIU,线性度均大于0.97;而FPI的波谷特征波长对折射率不敏感,温度灵敏度约为8.3 pm/℃,线性度为0.98。最后,通过构建温度-浓度函数关系矩阵得出了对温度和NaCl溶液浓度的灵敏度矩阵。该干涉型传感器对温度和NaCl溶液浓度表现出良好的灵敏度和线性度,可实现上述双参数的同时测量。

English Abstract

参考文献 (18)

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