基于光的光纤传感器的一个严格的理论模型:应用到D形纤维
Shaghayegh Baghapour1, Wen Qi Zhang2,3, Stephen C Warren-Smith2,3
1Laser Physics and Photonics Devices Laboratories, School of Physics, Chemistry, and Earth Sciences, Adelaide University, Adelaide, 5095, South Australia, Australia. shaghayegh.baghapour@adelaide.edu.au.
Scientific reports
|December 31, 2025
概括
一个新的理论模型通过模拟单双极物理来增强基于光的光纤传感器,以更好地模拟空间干扰. 优化传感器性能涉及特定的纤维核心尺寸和激发模式,以改善光输出.
科学领域:
- 光学和光子学 在光学和光子学.
- 传感器技术 传感器技术
- 理论物理 理论物理
背景情况:
- 基于光的光纤传感器的现有模型往往简化了激发和发射过程.
- 需要一个全面的模型来准确地捕捉复杂的现象,如多式联动激发和发射.
研究的目的:
- 开发一种基于光的光纤传感器的理论模型,能够解释多模式激发,不连贯的发射和多模式光捕获.
- 通过研究核心尺寸,激发模式和抛光深度的影响来模拟和优化传感器性能.
主要方法:
- 开发了一个全面的理论模型,从单双极物理开始,延伸到连续发射器分布.
- 使用开发的模型模拟了一个D形光纤传感器配置.
- 研究了核心尺寸,激发模式 (基本与更高阶) 和抛光深度对光输出的影响.
主要成果:
- 较小的核心纤维表现出更强的光输出.
- 在核心直径中途抛光纤维可以在基本模式激发下增强光输出.
- 高阶模式激发始终比基本模式激发产生更大的光,特别是在更大的核心纤维中.
结论:
- 高阶模式激发可以减轻较大的核心纤维中的光收集限制.
- 高阶模式激发允许在较浅的抛光深度获得最佳的光输出,这对实际应用有益.
- 开发的理论模型为优化光纤传感器设计和性能提供了准确的预测.


