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[IEEE 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 中国黄山(2019.8.5-2019.8.8)] 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 基于纤芯偏移结构马赫-曾德尔干涉的超灵敏微光纤折射率传感器
摘要: 基于纤芯偏移马赫-曾德尔干涉(MZI)光纤结构,提出并验证了一种超高灵敏度微光纤折射率(RI)传感器。该传感器由两根单模光纤(SMF)熔接中间纤芯偏移的单模光纤构成,其中心单模光纤被拉锥至几微米直径。实验结果表明:当纤芯偏移量为7.5微米、光纤直径为9微米(分别拉锥)时,该传感器在1.410至1.413折射率范围内展现出16485 nm/RIU(折射率单位)的超高灵敏度。该光纤传感器在空气污染监测、化学元素检测及医疗诊断等生物传感应用领域具有重要潜力。
关键词: 核心偏移、折射率传感、微光纤
更新于2025-09-16 10:30:52
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密封微球反射器的微光纤法布里-珀罗干涉仪具有高度灵敏的温度传感性能
摘要: 提出了一种温度探头方案:将微光纤锥插入一端带有微球的石英中空芯光纤。微球内的密封空气腔与插入的微光纤分别作为法布里-珀罗干涉仪的两个反射镜。详细分析并讨论了微光纤直径和腔长对干涉光谱的影响。通过监测特殊谐振谷的波长位置,实验测定了温度变化。当空气腔填充聚二甲基硅氧烷(PDMS)时,实验测得其温度灵敏度高达3.90 nm/°C。这种直径150微米、长度10毫米的温度探头,有望成为微型或植入式传感器的理想候选方案。
关键词: 温度传感器、光纤传感器、集成光学、微光纤
更新于2025-09-11 14:15:04
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基于游标效应的高双折射微光纤萨格纳克干涉仪生物传感器
摘要: 我们提出了一种基于游标效应(VE)的高灵敏度Sagnac干涉仪生物传感器,采用高双折射微光纤构建。通过级联两个Sagnac干涉仪实现灵敏度增强:其中一个干涉环以熊猫保偏光纤作为滤波器,另一个则由涂覆氧化石墨烯(GO)的高双折射微光纤构成传感通道。我们理论分析了该传感器的灵敏度并通过实验验证,仿真结果表明其折射率灵敏度是单Sagnac环光纤传感器的五倍以上。实验测得的折射率灵敏度可达2429纳米/折射率单位(RIU),与仿真结果基本吻合。我们还采用静电吸附法在传感通道表面涂覆GO——这种具有良好生物相容性和超大比表面积的材料用于吸附牛血清白蛋白(BSA)分子以实现目标检测,其对BSA的检测灵敏度达到9.097纳米/(毫克×毫升?1)。
关键词: 游标效应、微光纤、萨格纳克干涉仪、生物传感器
更新于2025-09-10 09:29:36
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聚合物包覆微光纤马赫-曾德尔干涉仪的温度敏感性研究
摘要: 通过理论与实验研究了聚合物包覆微光纤马赫-曾德尔干涉仪(MZI)自由光谱范围(FSR)的温度敏感性。通过控制光学微光纤的纤芯直径来改变聚合物包覆MZI的热膨胀特性和光学性能。将具有强倏逝场的光学微光纤插入MZI中,并在其表面沉积高热特性低折射率聚合物,从而实现聚合物包覆微光纤MZI。研究发现,所提出的MZI中热膨胀系数对FSR的温度敏感性起重要作用。测得该聚合物包覆微光纤MZI的温度灵敏度在25°C时为-8.29 nm/°C。通过快速傅里叶变换将聚合物包覆微光纤MZI的光学透射光谱转换为空间频谱,估算出该聚合物包覆MZI中空间频率的温度灵敏度为18.31 pm?1°C?1,比未包覆聚合物的微光纤MZI(1.04 pm?1°C?1)高出17倍。
关键词: 温度传感器、热光效应、热膨胀效应、微光纤、微光纤马赫-曾德尔干涉仪
更新于2025-09-10 09:29:36