空间调节的纤维光斑用于高灵敏度的折射率传感器
Penglai Guo1,2, Huanhuan Liu2,3,4, Zhitai Zhou2
1School of Computer Science and Engineering, Faculty of Innovation Engineering, Macau University of Science and Technology, Avenida Wai Long, Taipa, Macau 999078, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|August 12, 2023
概括
一种新型的光纤斑点传感器 (FSS) 使用渐变多模光纤 (TMMF) 准确测量液体折射率 (RI). 偏移技术显著提高了灵敏度,为海洋传感提供了具有成本效益的解决方案.
科学领域:
- 光子学和传感技术
- 光纤传感器 光纤传感器
- 生物医学和环境传感传感器
背景情况:
- 折射率 (RI) 传感对于分析液体性质至关重要.
- 现有的光纤传感器在灵敏度和成本效益方面面临挑战.
- 状多模纤维为传感应用提供独特的模态特性.
研究的目的:
- 开发一款光纤斑点传感器 (FSS) 用于测量液体分析物的折射率 (RI).
- 为了研究输入光偏移对FSS性能的影响.
- 为了证明FSS在海洋传感应用中的潜力.
主要方法:
- 基于形多模纤维 (TMMF) 的传感器的制造.
- 通过侧向和轴向光偏移来激发高阶模式.
- 使用数字图像相关性与零平均正常化交叉相关性用于RI分析.
- 在1550 nm的传感器性能表征.
主要成果:
- 侧向和轴向偏移使RI灵敏度从6.41提高到19.52 RIU-1.1.
- 实现了 5.84 × 10−5.5 的 RI 分辨率.
- 显示了从1.3164到1.3588.8的线性反应范围.
- FSS展示了一种简单,高效和经济的RI传感方法.
结论:
- 开发的基于TMMF的FSS为RI传感提供了增强的灵敏度和分辨率.
- 输入光偏移是优化FSS性能的一个关键因素.
- FSS显示出基于图像的海洋传感应用的巨大潜力.
