激光与红外

作者：彭进

单位：1.西南石油大学信息学院,四川 南充637001；2.重庆理工大学材料科学与工程学院,重庆400054；

关键词：光纤传感;双参量测量;光纤光栅;马赫-曾德尔干涉;增敏结构

基金：国家自然科学基金青年项目(No.51904053)；南充市市校科技战略合作项目(No.18SXHZ0026)资助。

旨在有效解决液体折射率检测中温度和折射率交叉敏感的问题,研制了一种增敏型光纤光栅(FBG)级联马赫-曾德尔(M Z)结构的温度、折射率双参量测量的光纤传感器。通过多次熔接实验,调节相应参数将单模光纤(SMF)和薄芯光纤(TCF)进行拉锥熔接；然后在TCF的另一端熔接无心光纤(NCF),制备出M Z光纤干涉仪；再在NCF末端级联上铝制毛细管增敏封装后的光纤光栅(FBG),最终完成双参量测量的光纤传感器的制备。根据M Z干涉原理及FBG模式理论,计算了增敏FBG理论的温度灵敏度,给出了传感器的灵敏度系数矩阵与温度、折射率与透射谱的波长漂移量的理论公式。搭建了温度、折射率传感测试系统,实验结果表明:在15～85℃温度范围内,随着温度增加,该传感器的透射谱逐渐红移,封装后的FBG和M Z结构的温度与波长偏移量线性相关系数分别为096323和091577,温度灵敏度分别为3371 pm/℃和1158 pm/℃；在室温下(25℃),液体折射率在1333RIU～134235RIU范围内,随着折射率增加,FBG透射谱不发生偏移,M Z透射谱逐渐蓝移,折射率与波长偏移量线性相关系数分别为0和098761,折射率灵敏度分别为0nm/RIU和-49351322nm/RIU。该传感器可以有效提高温度、折射率的检测精度和灵敏度,可应用于环境、生物、石油化工和食品生产等领域。

来源：2022年第7期

《激光与红外》期刊编辑部

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