高分辨率的液体折射率传感器基于侧抛光的d形纤维和相位敏感的光频域反射计 (φ-OFDR)

科学领域:

• 光纤传感传感器是指光纤传感器.
• 光学计量学 在光学计量学
• 材料表征 材料表征

背景情况:

• 传统的液体折射率 (RI) 传感器通常面临分辨率的限制,需要在制造后进行修改.
• 基于相位的光频域反射计 (φ-OFDR) 与基于振幅的方法相比,提供更高的传感分辨率.
• 由于其独特的几何性质,D形纤维 (DSF) 是适合用于传感应用的平台.

研究的目的:

• 开发和展示一个紧的,高分辨率的分布式液体RI传感器.
• 将φ-OFDR与裸体D形纤维集成,用于液体RI监控.
• 为提高测量稳定性建立新的极化控制方法.

主要方法:

• 使用侧抛光的D形纤维 (DSF) 作为传感元件.
• 采用基于相位的光学频域反射计 (φ-OFDR) 来测量折射率.
• 实施了一种新的极化控制技术,以尽量减少不稳定性,并开发了一种用于相位跟踪的数据处理算法.

主要成果:

• 实现了小于0.78mm的空间分辨率,以准确检测RI变化.
• 通过使用糖-水溶液,成功测量了1.333至1.431的RI范围.
• 确定了0.1547 RIU-1 (162 nm/RIU) 的高RI测量灵敏度,具有出色的线性 (R2 = 0.9829).

结论:

• 集成的φ-OFDR和DSF系统为液体RI传感提供了强大的高分辨率解决方案.
• 开发的传感器适用于生物化学和环境监测的实际应用.
• 该系统的精细空间分辨率为未来的多重传感能力铺平了道路.