基于维尔尼尔效应的集成光纤环激光温度传感器与莱奥特-萨尼亚克干扰仪
Yuhui Liu1,2, Weihao Lin1, Jie Hu1
1Department of Electrical and Electronic Engineering, Southern University of Science and Technology, Shenzhen 518055, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|July 29, 2023
概括
这项研究引入了一种新型的超高灵敏度温度传感器,在Lyot-Sagnac循环中使用Vernier效应. 这种光纤传感器的灵敏度是标准系统的八倍以上,可以精确监测温度.
科学领域:
- 光学工程是指光学工程.
- 光纤传感器 光纤传感器
- 激光物理 激光物理
背景情况:
- 传统的光纤传感器经常受到低信号噪声比率和宽带宽的影响.
- 现有的Sagnac循环传感系统可能是复杂的,不太敏感.
- 弗尼耶效应为放大传感器信号提供了一个潜在的机制.
研究的目的:
- 开发一种超高灵敏度的温度传感器.
- 为了研究弗尼耶效应在利奥特-萨尼亚克循环中的应用,以增强温度传感.
- 为了提高光纤温度传感器的信号噪声比和带宽.
主要方法:
- 将Lyot-Sagnac循环纳入一个环激光腔.
- 通过调整两个偏振维护纤维 (PMF) 之间的接角度来融合萨格纳克循环.
- 在不同温度下对传感器性能进行实验和理论分析.
主要成果:
- 达到2.391nm/°C的温度灵敏度,与单个Sagnac循环 (0.298nm/°C) 相比增加了8倍.
- 通过PMF旋转轴接证明了Vernier放大效应.
- 使用Sagnac循环作为光纤环激光器 (FRL) 中的过器,获得了优异的信号噪声比 (高达50dB) 和狭窄的带宽 (<0.2nm).
结论:
- 拟议的传感器具有简单的结构和超高灵敏度.
- 融化的Lyot-Sagnac循环中的Vernier效应显著提高了温度传感能力.
- 这种传感器对诸如生物细胞活动监测等应用非常有希望.
