微光纤的温度与折射率传感特性
本文以熔融拉锥的微光纤为主要研究对象，分别进行了单模一多模一单模(SMS)透射结构与端面直接反射、半耦合反射探针结构的研究。基于SMS结构完成了微光纤的温度、折射率与应变传感研究，光纤端面直接反射与半耦合反射探针结构完成了温度与部分应变传感。本文主要研究内容如下: 详细介绍了光在微光纤内的传输原理，依据光束传播法仿真分析了光在不同纤芯直径多模光纤内的传输情况和微光纤在不同腰锥直径下的光场能量泄漏情况。探究了微光纤的温度、折射率与应变传感原理。 分析了四种拉锥参数:火头高度、拉伸速度、摆动幅度与摆动速度对微光纤腰锥直径的影响，仿真探究了不同型号光纤横截面在不同腰锥直径下的光场能量分布。对SMS结构进行了温度、折射率与应变传感分析，实验获得的最高灵敏度分别为304.33pm/℃、3821.62nm/RIU与29.72pm/με。腰锥直径为9μm的微光纤在折射率范围1.4065-1.4095的特殊条件下，可以获得更理想的折射率灵敏度为23835.69nm/RIU。 对上述基于SMS透射结构的一端进行端面平整切割处理，利用在光纤端面4％左右的反射率进行了温度与应变传感测试，温度与应变灵敏度最高分别为104.88pm/℃、13.88pm/με。基于微光纤耦合器沿耦合区切割制备半耦合反射探针结构并实现了136.01pm/℃的温度灵敏度测试。
微光纤;熔融拉锥;端面反射;半耦合反射探针
黑龙江大学
硕士
物理电子学
柳春郁
2022
中文
TP212
2022-10-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）