基于光子晶体光纤的迈克耳孙干涉仪型湿度传感器

• 作者: 邵敏 孙浩男 张蓉 刘颖刚 乔学光
• 来源期刊: 光学学报
• 关键词: 光纤光学 湿度传感器 迈克耳孙干涉仪 光子晶体光纤 湿度灵敏度
• 年，卷（期）: 2020,（24）
• 所属期刊栏目: 光纤光学与光通信|Fiber Optics and Optical Communications
• 页码范围: 33-39
• 页数: 7页
• 分类号: TN253
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/AOS202040.2406002

摘要

提出一种基于光子晶体光纤(PCF)的光纤迈克耳孙干涉仪,传感器结构由单模光纤(SMF)与一段PCF熔接构成.SMF与PCF之间的粗锥作为耦合器,既能激发出PCF中的高阶包层模,又能耦合PCF端面反射回的纤芯基模与高阶包层模,形成模间干涉.由于PCF中的空气孔全部暴露在环境中,湿气与光纤充分作用,有效提高了传感器的湿度灵敏度.传感实验结果表明,在30％?90％的相对湿度范围内,传感器的湿度灵敏度为-0.095 dB/％,线性拟合度为0.998;在20?100 ℃的温度范围内,传感器的温度灵敏度为0.008 nm/C,线性拟合度为0.997,温度引起的湿度测量误差为0.01％/℃;稳定性实验结果显示,该传感器的湿度测量标准误差为0.25％;呼吸测试表明,传感器的响应时间为190 ms.所设计的传感器结构简单、制作简便、灵敏度高、稳定性好、响应快,在湿度监测领域有较好的应用前景.