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《中国激光》 2017年08期
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基于表面温敏薄膜的锥形双包层光纤温度传感器

付兴虎  张江鹏  方一程  王兴国  陈诚  王思文  付广伟  毕卫红  
【摘要】:提出了一种基于温敏薄膜的锥形双包层光纤(TDCF)温度传感器,其由两段普通单模光纤(SMF)之间熔接一段TDCF组成,呈SMF-TDCF-SMF结构。由于输入端SMF纤芯模的模场与TDCF纤芯模的模场极度不匹配,因此由SMF传输过来的光除一部分耦合进TDCF的纤芯中外,其余部分耦合进TDCF的包层中以包层模的形式向前传输。当这两束光到达输出端SMF时发生干涉,形成马赫-曾德尔干涉仪。在锥区涂覆一层温度敏感薄膜,使得TDCF纤芯模和包层模之间的光程差会随着外界温度的变化而改变,从而引起传感器干涉谱的变化,因此可以通过检测传感光谱的变化实现对温度的测量。实验研究了传感器的温度特性,结果表明:随着拉锥长度的增加,干涉光谱的自由光谱范围逐渐减小。当拉锥长度为16mm,温度在32~65.3℃范围内时,随着温度的增加,传感器的传输光谱出现蓝移现象,温度灵敏度最高可达-1296.78pm/℃,且具有很好的线性度。该传感器制作简单、灵敏度高,在科学研究和工农业生产的温度测量场合具有较好的应用前景。
【作者单位】燕山大学信息科学与工程学院河北省特种光纤与光纤传感重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金(61475133,61575170,61675176,61640408) 河北省应用基础研究计划重点基础研究项目(16961701D) 河北省高等学校青年拔尖人才计划(BJ2014057) 燕山大学“新锐工程”人才支持计划;燕山大学大学生创新训练计划(201610216079)
【分类号】:TN253;TP212
【正文快照】:
0810001-1温度是体现物质状态的重要参数之一,其在人类生活及工业生产等多个方面具有举足轻重的作用。因此,温度检测也成为人们广泛关注的问题。光纤传感器作为一种新型传感器,相比传统的传感器具有体积小、灵敏度高、抗电磁干扰等优点,可在许多恶劣的环境下工作。目前常见的

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