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基于包层模谐振的三包层石英特种光纤温度传感特性研究

付兴虎 谢海洋 杨传庆 张顺杨 付广伟 毕卫红

基于包层模谐振的三包层石英特种光纤温度传感特性研究

付兴虎, 谢海洋, 杨传庆, 张顺杨, 付广伟, 毕卫红
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  • 提出了一种基于包层模谐振的光纤温度传感器. 它是通过将三包层石英特种光纤(TCQSF)两端分别与普通单模光纤(SMF)电弧熔接构成的SMF-TCQSF-SMF结构. 根据耦合模理论, 首先将TCQSF等效为三个同轴波导, 按各波导模场的分布特点标量计算其传输模式的色散曲线, 并深入研究其耦合长度与传输谱线之间的关系; 其次根据光纤的热光效应及热膨胀效应, 分析计算该传感器的温度灵敏度; 最后选取耦合长度为一个拍长时的传感器进行温度传感实验. 实验结果表明, 在35-95 ℃的温度变化范围内, 其温度灵敏度为73.74 pm/℃, 与理论计算结果一致. 因此, 该传感器具有结构简单、制备容易、灵敏度高、包层模激发可控等优点, 可用于工业生产、生物医学等温度传感领域.
      通信作者: 付兴虎, fuxinghu@ysu.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61205068, 61475133), 河北省自然科学基金(批准号: F2015203270), 河北省高等学校青年拔尖人才计划项目(批准号: BJ2014057), 燕山大学 新锐工程人才支持计划, 燕山大学信息学院优秀青年基金(批准号: 2014201) 资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-06-06
  • 修回日期:  2015-09-28
  • 刊出日期:  2016-01-20

基于包层模谐振的三包层石英特种光纤温度传感特性研究

  • 1. 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, 秦皇岛 066004
  • 通信作者: 付兴虎, fuxinghu@ysu.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 61205068, 61475133), 河北省自然科学基金(批准号: F2015203270), 河北省高等学校青年拔尖人才计划项目(批准号: BJ2014057), 燕山大学 新锐工程人才支持计划, 燕山大学信息学院优秀青年基金(批准号: 2014201) 资助的课题.

摘要: 提出了一种基于包层模谐振的光纤温度传感器. 它是通过将三包层石英特种光纤(TCQSF)两端分别与普通单模光纤(SMF)电弧熔接构成的SMF-TCQSF-SMF结构. 根据耦合模理论, 首先将TCQSF等效为三个同轴波导, 按各波导模场的分布特点标量计算其传输模式的色散曲线, 并深入研究其耦合长度与传输谱线之间的关系; 其次根据光纤的热光效应及热膨胀效应, 分析计算该传感器的温度灵敏度; 最后选取耦合长度为一个拍长时的传感器进行温度传感实验. 实验结果表明, 在35-95 ℃的温度变化范围内, 其温度灵敏度为73.74 pm/℃, 与理论计算结果一致. 因此, 该传感器具有结构简单、制备容易、灵敏度高、包层模激发可控等优点, 可用于工业生产、生物医学等温度传感领域.

English Abstract

参考文献 (28)

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