一个基于四核纤维的新型MZI纤维传感器,具有增强的曲率和应变灵敏度
Xiaojun Zhu1, Feijie Chen2, Haoran Zhuang2
1School of Microelectronics and Integrated Circuits (Jiangsu Key Laboratory of Semi. Dev. & IC Design, Package and Test), Nantong University, Nantong 226019, China.
Micromachines
|January 8, 2025
概括
这项研究引入了一种新的光纤传感器,用于测量曲率和应变. 该传感器使用无核纤维和四核纤维的独特组合实现了高灵敏度,从而实现了精确的传感应用.
科学领域:
- 光电学是指光电子产品.
- 光纤传感器 光纤传感器
- 干涉测量是干涉测量的方法.
背景情况:
- 马赫-泽恩德干扰仪 (MZIs) 广泛用于传感应用.
- 提高光纤传感器的灵敏度对于精确的测量至关重要.
- 需要新的光纤配置来提高传感器性能.
研究的目的:
- 开发一种高灵敏度的曲率和应变光纤传感器.
- 为了研究基于无核纤维 (NCF) 和四核纤维 (FCF) 的马赫-泽恩德干扰仪 (MZI) 的传感性能.
- 探索这种新型传感器设计的潜在应用.
主要方法:
- 通过使用光纤融合拼接器直接将一段四核光纤 (FCF) 拼接在两段无核光纤 (NCF) 之间来制造传感器.
- 利用FCF的多路干扰特性和NCF的模式激发特性.
- 对传感器对不同曲率和张力的响应进行实验性表征.
主要成果:
- 传感器表现出对曲率的高灵敏度,在0.0104m−1-0.1515m−1范围内达到-78.04dB/m−1,高线性为~0.99.
- 传感器还表现出显著的应变灵敏度,在0-600 μm范围内的最大值为-6.49 pm / mE.
- 拟议的NCF-FCF配置有效地激发高阶模式,从而提高传感性能.
结论:
- 开发的基于NCF-FCF的MZI光纤传感器为曲率和拉伸测量提供了高灵敏度.
- 传感器的设计利用多路径干扰和更高阶模式激发来提高性能.
- 这种传感器显示出各种传感和测量应用的巨大潜力.


