高灵敏的光纤温度传感器由两个平行FPI和增强的波维尼尔效应组成
Huiling Huang1, Chao Jiang2, Xiaoshan Guo1
1Hubei Key Laboratory of Optoelectronic Conversion Materials and Devices, Hubei Engineering Research Center for Micronano Optoelectronic Devices and Integration, College of Physics and Electronic Science, Hubei Normal University, Huangshi, 435002, Hubei, People's Republic of China.
Scientific reports
|April 28, 2025
概括
这项研究引入了一种新的光纤温度传感器,使用增强的波维尼尔效应 (HVE). 与传统方法相比,这种传感器实现了显著更高的温度灵敏度,显示出出色的稳定性和可重复性.
科学领域:
- 光电学是指光电子产品.
- 光纤传感器 光纤传感器
- 计量学 计量学 计量学
背景情况:
- 传统的光纤传感器往往缺乏足够的灵敏度来准确测量温度.
- 维尼尔效应为干扰度传感器中信号放大提供了一种方法.
- 现有的维尼尔效应实现可以在放大率和实际应用方面受到限制.
研究的目的:
- 提出和演示一个高灵敏度光纤温度传感器.
- 为了利用增强的波维尼尔效应 (HVE) 来提高温度传感性能.
- 调查自由光谱范围 (FSR) 调节对传感器灵敏度的影响.
主要方法:
- 制造两个平行Fabry-Perot干扰仪 (FPI),其温度反应相反.
- 一个FPI使用聚甲基 (PDMS) 腔,而另一个是PDMS涂层的空气腔.
- 利用大约2倍的FSR关系和温度诱导的光谱转移来增强波维尼尔效应 (HVE).
主要成果:
- 与单个FPI传感器相比,实现了显著更高的温度灵敏度.
- 两个开发的传感器 (S1和S2) 的温度灵敏度为-44.39nm/°C和-23.14nm/°C.
- 确认FSR调节对增强的HVE传感器的灵敏度放大产生了重大影响.
结论:
- 提议的增强型HVE光纤传感器具有非常高的温度灵敏度.
- 传感器的设计表明温度测量具有良好的可重复性和稳定性.
- 增强的HVE原理为开发下一代高灵敏度光学传感器提供了一个有希望的途径.
