耦合式高靈敏度光纖漸逝波傳感器.pdf

1、本文介紹的是一種新型的耦合式光纖漸逝波傳感器，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高，響應(yīng)時(shí)間短等特點(diǎn)。在了解單模光纖漸逝波及其特性之后引出光纖耦合器漸逝波原理，根據(jù)兩光纖中能量分布結(jié)構(gòu)，導(dǎo)出了對(duì)稱光纖耦合器耦合系數(shù)參數(shù)表達(dá)；對(duì)光纖耦合分光比參數(shù)做了較為詳細(xì)的分析，得出了耦合錐區(qū)包層等效折射率的微小變化可以改變耦合器中兩正交基模的干涉效果，從而使得輸出耦合分光比信號(hào)產(chǎn)生顯著的變化，以此原理實(shí)現(xiàn)該光纖傳感器的測(cè)量。關(guān)于實(shí)驗(yàn)用傳感元件的制作文中也有說(shuō)明，

2、采用將平行放置的兩根同質(zhì)單模光纖加熱拉絲，形成一定錐區(qū)結(jié)構(gòu)完成基本制作； 在理論分析和實(shí)際測(cè)量中我們發(fā)現(xiàn)，在相同的錐區(qū)包層折射率變化區(qū)間內(nèi)，光纖耦合分光可見(jiàn)度較之分光比信號(hào)對(duì)錐區(qū)包層等效折射率的變化更加敏感，同時(shí)它兼顧傳統(tǒng)光纖漸逝波傳感效果表達(dá)的優(yōu)點(diǎn)，故以此作為輸出信號(hào)感知待測(cè)物理量的微小變化，進(jìn)一步的提高了該光纖傳感器的靈敏度和信噪比。 采用光纖耦合器作為溫度傳感元件，并在其錐區(qū)涂敷折射率溫敏材料，當(dāng)溫度發(fā)生微小變化時(shí)

3、，錐區(qū)包層等效折射率發(fā)生變化，從而引起漸逝場(chǎng)分布變化導(dǎo)致能量在耦合器兩臂中的重新分配，使輸出耦合分光比相應(yīng)發(fā)生變化，文中給出了溫度區(qū)間為20～48℃具體的實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果，溫度測(cè)量靈敏度小于0.5℃； 采用光纖耦合器傳感探頭對(duì)溶有極少量鉻鹽及亞硝酸鹽的蒸餾水溶液進(jìn)行檢測(cè)，液體濃度變化時(shí)傳感錐區(qū)包層等效折射率變化，從而引起輸出耦合分光可見(jiàn)度信號(hào)的改變，數(shù)據(jù)結(jié)果表明該光纖傳感器可以實(shí)現(xiàn)飲用水有毒元素ppb數(shù)量級(jí)濃度探測(cè)。兩種傳感器的測(cè)量