基于游标效应的高灵敏度光纤耦合器折射率传感器

作     者：郝晋青 韩丙辰 Hao Jinqing;Han Bingchen

作者机构：太原师范学院物理系山西太原030619 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2020年第40卷第2期

页      面：35-41页

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：山西省科技攻关项目(2015031002-1) 

主　　题：光纤光学 光纤传感器 折射率传感器 光纤耦合器 游标效应 

摘      要：为解决传统光纤折射率传感器灵敏度较低的问题,提出一种基于游标效应增强的拉锥光纤耦合器折射率传感器。利用拉锥光纤耦合器的双折射效应,在耦合器中形成x偏振态和y偏振态两路模式(奇模与偶模)干涉,两路略有差别的干涉通过叠加,形成游标效应。通过理论分析和数值计算,发现当拉锥耦合器的宽度为1.6~3.2μm时,奇模与偶模的群双折射系数差值会出现零点,折射率传感器的灵敏度会得到显著增强。在理论分析和数值仿真的基础上,实验研究了宽度为1.6μm的光纤耦合器的折射率传感性能,并在折射率1.333附近获得了30020.0nm/RIU和-34402.5nm/RIU的超高灵敏度。该传感器制作简单、结构紧凑且成本较低,在高灵敏度生物医学检测和分析化学领域具有重要应用前景。