研究目的
提出一种低成本、简单快速制备具有微型结构的光纤法布里-珀罗干涉仪的方法,用于高灵敏度温度传感。
研究成果
制备了一种腔长为41微米、微光纤直径为50微米的微光纤法布里-珀罗结构,展现出3.9纳米/摄氏度的高温度灵敏度。该探头制备简单、成本低廉,适用于电磁干扰和湿度领域的应用。
研究不足
长期运行的稳定性和可重复性需要通过实验进一步验证。制造工艺可能无法始终生产出完美的球形反射端面,从而影响干涉模式。
1:实验设计与方法选择
该方法通过将微光纤锥插入带有微球末端的石英中空芯光纤构建法布里-珀罗干涉仪,通过分析干涉光谱确定温度变化。
2:样本选择与数据来源
样本包括微光纤锥和带微球末端的中空芯光纤。通过监测干涉光谱中特殊谐振凹陷的波长位置采集数据。
3:实验设备与材料清单
微光纤锥、石英中空芯光纤、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、光纤熔融拉制系统(IPCS-5000-ST, Idealphotonics公司)、熔接机、三维光纤调节器(APFP-XYZ, 卓立汉光仪器有限公司)、显微镜(DMM-300C, 上??乒夤庋б瞧饔邢薰?、ASE光源(ASE-C光源, 深圳市光科技术公司)、光谱分析仪(AQ6370, 横河电机株式会社)。
4:实验步骤与操作流程
采用火焰扫描拉制法制备微光纤锥,通过电弧放电熔融技术获得球形中空光纤。将微光纤锥插入中空芯光纤并用PDMS填充腔体构建法布里-珀罗结构。通过将探头置于培养箱并监测谐振凹陷的波长偏移测试温度灵敏度。
5:数据分析方法
通过分析干涉光谱中谐振凹陷的波长偏移确定温度灵敏度。根据分析设备的光谱分辨率和温度灵敏度计算分辨率。
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three-dimension fiber adjustment
APFP-XYZ
Zolix Instruments Co., Ltd.
Used to precisely manipulate the position of the microfiber taper in the hollow core fiber.
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spectra analyzer
AQ6370
Yokogawa Electric Corp.
Used to analyze the interference spectra and determine the wavelength shift of the resonance dip.
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fiber melting-drawing system
IPCS-5000-ST
Idealphotonics Inc.
Used to fabricate the microfiber taper by flame scanning drawing method.
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microscope
DMM-300C
Shanghai Caikon Optical Instrument Co., Ltd.
Used to observe and measure the geometry structure of the microfiber taper and hollow core fiber.
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ASE light source
ASE-C light source
Shenzhen Golight Technology Co., Ltd.
Used as the light source for the interference spectra analysis.
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