磁流体填充的光子晶体光纤Bragg光栅三参量同时传感特性研究

• 作者: 刘海 朱晟昦 王琰 董碧成 谭策 高源
• 来源期刊: 光电子·激光
• 学科: 工学
• 关键词: 光子晶体 光纤Bragg光栅(FBG) 温度/磁场/应变 光纤传感
• 年，卷（期）: 2017,（12）
• 所属期刊栏目: 测量·检测
• 页码范围: 1344-1350
• 页数: 7页
• 分类号: TN25
• 语种: 中文
• DOI: 10.16136/j.joel.2017.12.0096

摘要

基于光子晶体光纤(PCF)包层空气孔灵活的结构设计,将磁流体填充的PCF(MF-PCF)和普通PCF进行焊接,并在其纤芯区域刻蚀Bragg光栅,提出一种能够同时测量温度、磁场和应变的PCFBG传感器.基于模式耦合理论以及传输矩阵法,结合PCF中基模以及高阶光波模式的不同传感特性,通过分析热光效应、磁光效应以及弹光效应对模型不同光波模式的影响,探究谐振波峰反射谱响应特性.实验结果表明,本文的PCFBG传感器,温度灵敏度最高可达13.97pm/℃,磁场灵敏度最高达10.04 pm/mT,应变灵敏度最高达1.223 pm/με;且谐振反射光谱的漂移量与温度、磁场以及应变的变化具有良好的线性关系.通过设计相应的三参量矩阵解调算法,可实现温度、应变以及磁场的同时测量,从而有效降低传感成本,拓宽传感思路,具有一定的应用价值.