角度研磨ファイバー集積サブミクロン壁マイクロバブルWGM共振器を用いた圧力・温度センシング

科学分野:

• フォトニクス
• 光センサー
• ファイバーオプティクス

背景:

• ウィスパリングギャラリーモード（WGM）共振器は環境変化に敏感です。
• マイクロバブル共振器は、その構造により独自の光学的特性を提供します。
• 正確な圧力および温度センシングは、さまざまなアプリケーションで重要です。

研究 の 目的:

• 高感度センシングのための新しいファイバー集積マイクロバブル共振器を開発すること。
• 角度研磨ファイバーオプティクスセンサーの性能を調査すること。
• 温度のクロスセンシティビティを最小限に抑え、高い圧力感度を達成すること。

主な方法:

• 改良されたアーク放電法を用いたサブミクロン壁マイクロバブル共振器の作製。
• 効率的な光結合のために単一モードファイバー端面を81.5°に角度研磨。
• マイクロバブル表面でのウィスパリングギャラリーモード（WGM）の励起。
• 温度効果を補償するためのファイバーブラッググレーティング（FBG）との統合。

主要な成果:

• 壁厚765 nmという薄さのマイクロバブル共振器の作製に成功しました。
• 913 pm/MPaという高い圧力感度を達成しました。
• 3.163 pm/°Cという低い温度感度を実証しました。
• 圧力測定における温度干渉を効果的に軽減しました。

結論:

• 角度研磨単一モードファイバー集積サブミクロン壁マイクロバブル共振器（APSMF-MBR）は、新規かつ効果的なセンサーです。
• このデバイスは、圧力および温度センシングにおいて優れた性能を示します。
• この技術は、正確な環境モニタリングのための実行可能なソリューションを提供します。