基于萨格纳克干扰的高阶LP模式用于温度传感,具有增强的光学维尼尔效应

科学领域:

• 光纤传感传感器是指光纤传感器.
• 光学干扰测量是一种光学干扰测量.
• 光子学是指光子学的使用方法.

背景情况:

• 萨格纳克干扰仪广泛用于传感应用.
• 少数模式纤维 (FMF) 通过更高阶模式实现多重复和增强灵敏度.
• 传统的光学传感器在灵敏度和稳定性方面存在局限性.

研究的目的:

• 为温度传感提出和理论研究基于萨格纳克干扰的高阶LP模式.
• 为高度敏感的温度传感器设计一种压力诱导的熊猫型FMF,支持多种LP模式.
• 为了探索一个增强的视觉维尼尔效应,用于放大温度灵敏度.

主要方法:

• 使用模式选择性合器 (MSC) 激发特定的高级LP模式.
• 使用支持4个LP模式的熊猫型FMF构建萨格纳克干扰仪.
• 调查不同LP模式 (LP01,LP11,LP21,LP02) 在单个和并行Sagnac干扰仪的性能.
• 在温度箱中实现两个Sagnac循环,其变化趋势相反,用于增强的光学维尼尔效应.

主要成果:

• 与基本的LP01模式相比,LP21模式表现出最高的温度灵敏度,提高了至少18.2%.
• 建议采用增强的视觉维尼尔效应,实现温度灵敏度的八倍放大,超过传统的五倍放大.
• 这种新的方法证明了更好的稳定性,并避免了传感系统的测量错误.

结论:

• 萨格纳克干扰仪中的高阶模式干扰为高度敏感的温度传感提供了一条途径.
• 在LP21模式提供显著增强的温度灵敏度.
• 拟议的增强的光学维尼尔效应在灵敏度和系统稳定性方面提供了显著的改进,这对先进的光学传感器开发具有广泛的影响.