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基于有机电光聚合物薄膜的单模-锥形双模-单模全光纤电光调制器

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基于有机电光聚合物薄膜的单模-锥形双模-单模全光纤电光调制器

作者：樊鹏鹏暨南大学

学位级别：硕士

光纤通信技术因其低损耗、通信容量大、抗电磁干扰能力强等优势逐渐成为主流通信技术之一,随着光纤通信技术的大规模应用,对电光调制器件的集成度和成本控制提出了更高的要求。目前的电光调制器存在制备工艺复杂、成本高、与现有光纤通... 详细信息

光纤通信技术因其低损耗、通信容量大、抗电磁干扰能力强等优势逐渐成为主流通信技术之一,随着光纤通信技术的大规模应用,对电光调制器件的集成度和成本控制提出了更高的要求。目前的电光调制器存在制备工艺复杂、成本高、与现有光纤通信系统耦合损耗高等问题,因而研究工艺简单、低成本、易于集成光纤通信系统的电光调制器具有重要意义。单模-锥形双模-单模结构光纤具有强倏逝场、高折射率灵敏度、制备工艺简单的优点,且与标准光纤连接耦合的耦合效率高于平板波导,可降低对激光器输出功率的要求,这些特点决定了单模-锥形双模-单模结构光纤是电光调制器的理想光波导。有机电光聚合物因其电光系数大、制备工艺简单、成本低廉等优点被广泛用于波导电光调制器的制作。因此,可以利用单模-锥形双模-单模结构光纤的结构特点,结合有机电光聚合物的优势,制备一种工艺简单、成本低廉、易于集成光纤通信系统的全光纤电光调制器。本文将有机电光聚合物DR1/PMMA和单模-锥形双模-单模结构光纤相结合,实现了一种基于有机电光聚合物的单模-锥形双模-单模全光纤电光调制器。单模-锥形双模-单模结构光纤是双模光纤区域进行熔融拉锥的单模-双模-单模结构光纤,单模-锥形双模-单模结构光纤的锥形区置于极化后的DR1/PMMA聚合物薄膜表面实现电光调制功能。本论文的主要研究内容包括:1、研究了全光纤电光调制器的调制机理。通过理论和有限元分析法仿真的光场演变来分析该器件的调制机理,其次利用Rsoft软件的3D有限差分光束传播方法验证该器件的调制机理。3、研究了有机电光聚合物DR1/PMMA的制备、极化及与单模-锥形双模-单模结构光纤集成方法。搭建了接触极化和电晕极化的装置,实现了有机电光聚合物薄膜的制备和极化。分别研究了有机电光聚合物薄膜与无芯侧边抛磨光纤和单模-锥形双模-单模结构光纤的集成,利用已极化的有机电光聚合物薄膜和单模-锥形双模-单模结构光纤接触制成全光纤电光调制器。4、测量了该电光调制器的消光比和调制带宽,并对失真度进行分析。该调制器的消光比为6.5 d B,消光比与现有的石墨烯光纤电光调制器和硅基电光调制器相当。但器件的3d B带宽为1.4 k Hz,低于现有有机电光聚合物波导调制器的带宽,分析其原因可能是聚合物聚集导致生色团响应速度降低。外加频率为1-5 k Hz调制电压下,该器件的总谐波失真低于2.5%。

关键词：有机电光聚合物单模-锥形双模-单模结构光纤全光纤电光调制器模式干涉

基于丝素蛋白磁性水凝胶的光纤磁场传感器及其特性研究

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基于丝素蛋白磁性水凝胶的光纤磁场传感器及其特性研究

作者：宁艳港哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

磁场测量对于诸多前沿领域具有日趋重要的意义,伴随着磁场测量的应用范围越来越广,对磁场测量技术的性能要求也日趋严格,传统的磁场传感器存在如易受电磁干扰、成本高等问题,致使其难以满足现代磁场测量的需求,促使了研究人员对光纤磁... 详细信息

磁场测量对于诸多前沿领域具有日趋重要的意义,伴随着磁场测量的应用范围越来越广,对磁场测量技术的性能要求也日趋严格,传统的磁场传感器存在如易受电磁干扰、成本高等问题,致使其难以满足现代磁场测量的需求,促使了研究人员对光纤磁场传感器的深入研究。与其他类型的光纤磁场传感器相比,由于基于磁流体的光纤磁场传感器具有高灵敏度、测量范围广以及成本低的优势,吸引了大量研究者的目光。虽然该类型的传感器具有上述的优势,但磁流体对磁性颗粒大小有一定的要求,并且磁流体封装工艺复杂,这就导致了制造成本的上升以及在工业上无法大规模生产的问题。水凝胶是一种常见的软材料,其能够被涂覆在光纤结构的表面用于传感领域,通过这种方式就能够解决上述问题。本文通过将丝素蛋白磁性水凝胶与单模-无芯-单模(Single-mode-No-core-Single-mode,SNS)型光纤结构结合,设计并提出了一种新型的基于丝素蛋白磁性水凝胶的光纤磁场传感器。丝素蛋白磁性水凝胶是由丝素蛋白水凝胶与链霉亲和素磁珠混合形成的,其作为磁敏材料涂覆在SNS型光纤结构表面,可用于磁场检测。当外界磁场强度发生改变时,丝素蛋白磁性水凝胶的有效折射率会随外界磁场强度的变化而改变,而无芯光纤上的消逝场能够检测其有效折射率的变化,进而引起光纤结构中参与干涉的模式场光程差发生改变,最终导致透射光谱的飘移。因此,该传感器能够通过检测透射光谱中干涉谷的飘移来测量外界的磁场强度。本文对光纤中的场分布以及SNS型光纤结构的传输特性进行了阐述,通过公式推导从理论层次证明该方案的可行性。采用仿真以及数值计算的方式研究了光纤结构参数对传感器的影响,并且结合实际情况,优化了该传感器的相关参数。利用优化后的参数完成了传感器的制备,并对它的特性进行了分析。传感器中参与模式干涉的主要为三种模式场,分别是LP模式、LP模式以及LP模式。该传感器表现出高达673.53 pm/Oe的最大灵敏度以及263 pm/Oe的平均灵敏度。此外,它还具有0.474 s的快速响应以及其他优良的特性,例如较低的迟滞性误差、良好的重复性等。本文提出的基于丝素蛋白磁性水凝胶的光纤磁场传感器将丝素蛋白应用于光纤磁场传感领域,该传感器由SNS型光纤结构和丝素蛋白磁性水凝胶构成,采用涂覆式结构,成本低廉,结构简单,易于制作,开阔了光纤磁场传感器制造工艺的种类,为大规模生产光纤磁场传感器提供了可能。此外,该传感器采用生物材料,在生物医学、生物传感等领域具有潜在的应用前景。

关键词：磁场测量光纤传感模式干涉丝素蛋白磁性水凝胶

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基于铌酸锂薄膜的可调偏振旋转器研究

基于铌酸锂薄膜的可调偏振旋转器研究

作者：何翔宇江南大学

学位级别：硕士

铌酸锂(Lithium Niobate,LN)具有高光学非线性、宽透明窗口和低光学损耗等优秀性能。得益于其优秀的光学特性以及绝缘体上铌酸锂(Lithium niobate-on-insulator,LNOI)已经能够实现成熟的商业化生产,基于LNOI平台的光子集成电路有很广阔... 详细信息

铌酸锂(Lithium Niobate,LN)具有高光学非线性、宽透明窗口和低光学损耗等优秀性能。得益于其优秀的光学特性以及绝缘体上铌酸锂(Lithium niobate-on-insulator,LNOI)已经能够实现成熟的商业化生产,基于LNOI平台的光子集成电路有很广阔的发展前景,其能够在光通信、云计算、人工智能、大数据等多个领域中得到广泛的应用,LNOI平台极大地推动了集成光子学的发展。然而LNOI平台的这种相对较高的折射率对比度和LN材料的双折射特性将产生明显的偏振依赖性,因此需要具有较高性能的偏振控制器件。偏振旋转器(PR)是一种十分重要的偏振控制器件,在本文中提出了基于模式干涉原理的PR,并且对器件的工作原理以及器件设计的思路进行了分析,计算了衡量器件性能的参数并对波导中的模式进行了传输分析,还分析了在器件制造存在误差时衡量器件性能关键参数的变化。本文所提出的PR能够对输入模式实现高偏振转换效率、低插入损耗的旋转,同时具有可调节的功能,本文中的设计可以为LNOI平台偏振控制的实现提供有效的途径。本文的主要工作内容以及创新点如下:一、论文提出了一种基于LNOI平台和低损耗光学相变材料硒化锑(SbSe)的高偏振转换效率并且可调节的PR。该器件能够实现TE模式到TM模式以及TM模式到TE模式的偏振旋转。基于这一结构,器件能够在仅17.7μm的长度内实现高转换效率的偏振旋转,TE模式到TM模式(TM模式到TE模式)偏振旋转时的偏振转换效率和插入损耗分别为99.6%(99.2%)和0.38 dB(0.4 dB)。如进一步改变波导上SbSe层的相态,在同一器件中能够对输入模式实现其他角度的偏振旋转而不仅仅是90°,体现了输入模式偏振旋转角度可调节的功能。二、提出了使用亚波长光栅结构辅助控制偏振旋转的方案。通过改变亚波长光栅中非晶态SbSe材料与晶态SbSe材料的周期占比,可以对输入模式的旋转角度进行调节。器件的转换长度设置为21.9μm。经过设计,当亚波长光栅中各周期的SbSe材料均为晶态时,器件对输入模式实现90°的偏振旋转,TE模式到TM模式(TM模式到TE模式)的偏振转换效率和插入损耗分别为99.2%(99.1%)和0.77 dB(0.77 dB)。本文中还对另一关键功能进行了设计,亚波长光栅中各个周期的SbSe材料均为非晶态时能够对TM模式实现0°偏振旋转即实现传输TM模式(TM-pass)的功能,此时具有0.36 dB的插入损耗。还展示了对输入TM模式实现60°的偏振旋转的功能。三、考虑到加工工艺的不断发展,后续通过加工所制作的波导能够稳定的实现垂直侧壁。基于波导的垂直侧壁结构,提出了一种高偏振转换效率、低损耗并且模式旋转角度可调的PR。PR的旋转区域长度为37.8μm,TE模式到TM模式(TM模式到TE模式)的偏振转换效率和插入损耗分别为99.9%(99.9%)和0.17 dB(0.17 dB)。

关键词： LNOI平台模式干涉偏振旋转器可调节

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硅基模式复用光子器件的逆向设计

硅基模式复用光子器件的逆向设计

作者：尤建琦华中科技大学

学位级别：硕士

随着信息社会的高速发展,人们关心的不仅是通信互联网容量与速度的提升,还有对光通信器件集成度的极限追求。发展光互连技术尤为重要,目前硅基片上集成光子器件的研究以其独特的材料和技术优势,成为学术研究和产业应用的热点方向。另一... 详细信息

随着信息社会的高速发展,人们关心的不仅是通信互联网容量与速度的提升,还有对光通信器件集成度的极限追求。发展光互连技术尤为重要,目前硅基片上集成光子器件的研究以其独特的材料和技术优势,成为学术研究和产业应用的热点方向。另一方面,由于集成规模、通信容量的不断提高,模式复用被公认为一种有效的扩容技术。硅基光波导可以有效地操纵高阶波导模式,提高模式隔离度和模式选择性,因此多模硅光子学越来越受到重视。但硅基多模复用器件仍存在尺寸和插损较大的问题,限制了其应用。本文主要利用一种拓扑优化算法,逆向设计各种紧凑的硅基多模复用光子器件,可以显著降低器件尺寸和插损。本文的主要研究内容概括如下:(1)通过对文献的调研分析,总结了多模硅基集成光子学的发展。针对模式滤波器、多模式干涉器,选取定向耦合器模型作为逆向设计的初始结构,使用直接二元搜索算法进行目标器件的优化设计。(2)根据硅基多模光子器件的性能参数合理设置目标品质因子,采用有限时域差分方法仿真运算,经过对不同变量的迭代优化,得到品质因子最优的随机刻孔的光子器件结构,具有超小尺寸、低损耗和高性能的优点。(3)本文应用直接二元搜索算法逆向设计了硅基高阶模式滤波器、双偏振型高阶模式滤波器、双模式干涉器和四模式干涉器。仿真结果表明,高阶模式滤波器在1500nm～1580 nm波长范围内,TE模式损耗模式隔离度>25 dB。双偏振型高阶模式滤波器,TE模式损耗模式隔离度>25 dB;TM模式损耗模式隔离度>20 dB。双模式干涉器和四模式干涉器在1550 nm的中心波长处各模式总透射率分别大于87%和80%,器件各模式透过率的不均衡性分别低于0.1%和5%。(4)采用硅基微纳制造工艺制作器件并进行性能测试,测得高阶模式滤波器在中心波长1550 nm处,TE模式损耗低于0.1 dB,模式隔离度高于15 dB,工作带宽为60 nm;双模式干涉器工作波长稍微偏移,在1542 nm处损耗低于2.5 dB,各模式的透过率不均衡度低于0.2 dB。对实验误差分析和器件的工艺容差性进行了分析总结。

关键词：硅光子学逆向设计直接二元搜索算法模式滤波模式干涉

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基于微结构光纤的温度传感器研究

应用科学学报 2020年第2期38卷 260-278页

作者：耿优福李学金深圳大学物理与光电工程学院广东深圳518060 深圳市传感器技术重点实验室广东深圳518060 深圳光纤传感网工程实验室广东深圳518060 香港中文大学(深圳)理工学院广东深圳518172

对基于模间Mach-Zehnder干涉式、Michelson干涉、F-P干涉和荧光等原理的微结构光纤温度传感器开展了较为系统和深入的研究,建立了相关理论,研制出了一系列新型光纤温度传感器及其功能器件.展示了一种新型的多参量荧光光纤有源温度传感器... 详细信息

对基于模间Mach-Zehnder干涉式、Michelson干涉、F-P干涉和荧光等原理的微结构光纤温度传感器开展了较为系统和深入的研究,建立了相关理论,研制出了一系列新型光纤温度传感器及其功能器件.展示了一种新型的多参量荧光光纤有源温度传感器,并建立一种新的信号处理方法;利用液体填充微结构光纤制作出的在线式、全光纤Mach-Zehnder干涉式温度传感器,敏感度达–1.83 nm/℃;利用全固态光子带隙光纤内的高阶导模来制作结构紧凑的Michelson高温传感器,传感头尺寸仅为1.03 mm;基于柚子型小纤芯微结构光纤制作了微腔F-P高温传感器,温度的灵敏度为17.7 pm/℃,测量温度达1000℃.

关键词：微结构光纤温度传感器荧光模式干涉

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基于混合介质光纤干涉仪的单波长光纤激光器

激光技术 2023年第6期47卷 854-859页

作者：姚琴芬鹿姚沈展羽万洪丹江苏开放大学教育学院南京210036 南京邮电大学电子与光学工程学院&柔性电子(未来技术)学院南京210023

为了实现单波长输出,提出了一种基于单模石英-掺铒-单模石英结构混合介质光纤干涉仪(HFI)的单波长光纤激光器。基于混合介质光纤波导内的光场干涉原理及光波导理论,分析了HFI的模式干涉理论,研究了HFI内干涉光特性随中间段铒掺杂光纤(E... 详细信息

为了实现单波长输出,提出了一种基于单模石英-掺铒-单模石英结构混合介质光纤干涉仪(HFI)的单波长光纤激光器。基于混合介质光纤波导内的光场干涉原理及光波导理论,分析了HFI的模式干涉理论,研究了HFI内干涉光特性随中间段铒掺杂光纤(EDF)长度以及错位量的变化规律;采用熔融错位法制备HFI,优化了EDF的长度和单模光纤与EDF之间的偏移量。结果表明,最佳EDF长度为15 mm,单模光纤与EDF之间的最佳偏移量为7.9μm;选择长度为15 mm的EDF HFI作为环形光纤激光器谐振腔的选模器件,可获得较高稳定性的单波长光纤激光器输出。这一结果对该激光器在光纤传感和光纤通信系统的应用是有帮助的。

关键词：光纤光学光纤激光器混合介质干涉仪错位熔接掺铒光纤模式干涉单波长

基于对光纤光斑深度学习的多模光纤弯曲状态识别及曲率传感

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基于对光纤光斑深度学习的多模光纤弯曲状态识别及曲率传感

作者：李广德北京交通大学

学位级别：硕士

多模光纤内部不同模式的干涉会在光纤端面处形成具有复杂亮斑分布的光斑图样。由于光斑的形成与多模光纤的结构以及所处环境等具有密切联系,因此可以利用光斑的检测和处理对光纤所处状态进行传感。随着光斑图样检测技术与图像处理技术... 详细信息

多模光纤内部不同模式的干涉会在光纤端面处形成具有复杂亮斑分布的光斑图样。由于光斑的形成与多模光纤的结构以及所处环境等具有密切联系,因此可以利用光斑的检测和处理对光纤所处状态进行传感。随着光斑图样检测技术与图像处理技术的日益发展,基于光斑的光纤传感器已经在多个领域表现出其独特的优越性,具有很高的研究价值。本文对多模光纤在不同弯曲半径下的输出光斑进行了仿真及实验研究,基于深度学习的方法,通过对多模光纤输出光斑进行分析,实现了光纤弯曲状态的识别,并获得了光纤光斑与光纤曲率的回归运算关系,实现了曲率传感。主要研究内容和创新点如下:(1)对多模光纤在弯曲时的模式激励情况和光斑形成进行了详细的仿真分析,并对具有不同结构参数的多模光纤在不同弯曲半径下输出光斑的特点进行了分析对比。(2)自主设计了一套能够自动采集光纤在不同曲率下输出光斑的实验装置,利用该实验装置高效获取了大量的输出光纤光斑,体现出该装置具有良好的精度和鲁棒性。(3)提出了两种基于光斑的光纤弯曲状态识别方案。采集两种多模光纤在21个不同曲率下输出的光斑作为数据集。第一种方案将数据集按比例划分为训练集和测试集,分别用于卷积神经网络的训练和性能测试,可以准确识别光斑所对应的光纤曲率,分类准确率可达96.6%。第二种方案利用光斑所包含的丰富的纹理信息,采用图像纹理特征提取与人工神经网络结合的方案对光斑图像进行了准确识别,分类准确率为95.95%。以上两种方案均获得了良好的识别准确率,充分说明了光纤光斑作为光纤状态指示参量的可行性。(4)将基于光斑的光纤曲率传感视为深度学习的回归问题,搭建了用于光纤曲率传感的回归型卷积神经网络。将光纤在不同曲率间隔下采集的大量光斑图样按比例分为训练集和测试集,对卷积神经网络进行训练和测试,并在此基础上,利用未参与训练的新曲率下的输出光斑测试该网络模型的泛化能力和传感能力。卷积神经网络对曲率测试范围内的任意一个光斑可以准确预测出相应的光纤曲率,在曲率范围1.55-6.93m内,对于94.7%的测试集光斑,预测曲率误差不超过0.3m,证实了基于卷积神经网络对光斑分析实现光纤弯曲传感的可行性,为光纤曲率传感提供了一种有效的方案,并提供了提升传感器精度的可靠方法。

关键词：光纤光斑模式干涉卷积神经网络纹理特征提取人工神经网络光纤弯曲状态识别光纤曲率传感

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光纤式脉搏与呼吸检测方法及实验研究

光纤式脉搏与呼吸检测方法及实验研究

作者：李帅天津大学

学位级别：硕士

光纤本身所具有的宽带、大容量、低损耗、体积小、耐腐蚀、电绝缘、抗电磁干扰等优势,使得光纤传感器在复杂环境条件中,如桥梁结构、航空航天、石油开采、电力传输等得到了广泛的应用。不仅如此,光纤传感器在生物医学检测领域也受到越... 详细信息

光纤本身所具有的宽带、大容量、低损耗、体积小、耐腐蚀、电绝缘、抗电磁干扰等优势,使得光纤传感器在复杂环境条件中,如桥梁结构、航空航天、石油开采、电力传输等得到了广泛的应用。不仅如此,光纤传感器在生物医学检测领域也受到越来越多的重视。与传统的电学传感器相比,光纤传感器不需要前端放大装置,传感探头体积小的优势适合医学微创生理信息检测,此外光纤传感器还具有抗电磁干扰的优势,特别适合在MRI、太空等复杂电磁环境下的生理信息检测。本文的主要研究目的是利用光纤布拉格光栅应变检测原理、光纤微弯效应、模式干涉原理,实现桡动脉脉搏波和呼吸波的获取与分析。本文的主要研究内容如下:首先,针对脉搏波信号微弱的特性,设计基于杠杆原理的力学增敏机构,并建立力学传感模型,分析了影响传感器灵敏度的主要因素。搭建了测试系统,并测试了K值为6.2:1和0.35:1两种条件下的传感器灵敏度,结果表明,K=6.2:1的情况下传感器的具有更高的力学灵敏度为8.236 nm/N。此外,按照中医脉诊的要求测量了不同位置及深度下的脉搏波波形,并与电学脉诊仪相比。实验结果表明,该测量装置适用于中医脉诊。其次,基于单模光纤微弯损耗的基本原理,设计了光纤微弯呼吸传感器。分析了不同弯曲半径和弯曲周期对传感器弯曲损耗灵敏度的影响,并实验验证。测量结果表明,对于1550 nm的光源,单模光纤的弯曲半径在3-6 mm范围内变化,弯曲周期数为4时传感器的弯曲损耗灵敏度最高。最后进行了人体呼吸传感实验,验证了该传感器应用于呼吸检测可行性。最后,提出了一种基于模式干涉原理的光纤呼吸传感器。传感器是采用多模-单模-多模(MSM)级联的方式实现高阶模式的激发,并产生模式干涉。理论分析了传感器的应变检测原理,搭建了试验系统,并测试了该传感器的灵敏度。实验结果表明该传感器具有53.6 pm/μm的位移灵敏度。最后进行人体呼吸信号的检测。

关键词：光纤布拉格光栅桡动脉脉搏波杠杆原理中医脉诊呼吸微弯效应模式干涉多模-单模-多模

单多模光纤级联结构内微腔的飞秒激光制备及其传感特性

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单多模光纤级联结构内微腔的飞秒激光制备及其传感特性

作者：武国强哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

光纤内开口微腔结构具有制备简单、易于溶液出入、易填充聚合物封装等优点而广泛应用于折射率、温度传感。在单多模级联结构内制备微腔结构能够形成高质量的马赫-泽德干涉仪(Maher Zehnder interferometer,简称MZI),具有灵敏度高、线性... 详细信息

光纤内开口微腔结构具有制备简单、易于溶液出入、易填充聚合物封装等优点而广泛应用于折射率、温度传感。在单多模级联结构内制备微腔结构能够形成高质量的马赫-泽德干涉仪(Maher Zehnder interferometer,简称MZI),具有灵敏度高、线性度好、结构紧凑等优点。此外,当单多模级联结构内多模光纤达到特定长度时,在光纤内能够形成模式干涉,利用飞秒激光诱导水击穿的方法在其内制备微腔结构,能够有效提高折射率灵敏度。提出并制备了一种单多模光纤级联结构内的MZI传感结构,应用于折射率、温度传感。首先,基于马赫-泽德干涉理论对单多模光纤级联结构内微腔结构的透射光谱进行计算仿真,理论研究了微腔尺寸及相对位置对透射光谱的影响,确定形成高质量干涉光谱的微腔最优参数。其次,基于微腔最优参数利用飞秒激光诱导水击穿法在未形成模式干涉的单多模级联结构内制备微腔结构,形成高质量MZ干涉。其透射光谱传输损耗为10d B、对比度达到35d B,对其进行折射率传感测试,在1.333-1.3367内,灵敏度为–10053.45nm/RIU,并其进行温度传感测试,空气中温度灵敏度为43.9pm/oC。通过将聚合物材料(RTVS901)填充到微腔内进行温度增敏封装,其温度灵敏度提高到5.6nm/oC。提出并制备了一种形成模式干涉的单多模光纤级联结构,并在其内制备单微腔、双微腔结构,提高其折射率传感灵敏度。首先,利用耦合波理论对形成模式干涉的单多模光纤级联结构的透射光谱进行计算仿真,分析了级联长度对透射光谱的影响。利用BPM-PROP分析了级联结构内单微腔和双微腔分别对透射光谱的影响,并理论研究了其折射率传感特性。其次,通过单多模光纤切割熔接的方法制备出形成模式干涉的单多模光纤级联结构,并对其进行折射率传感测试,灵敏度仅为51.88nm/RIU。然后,利用飞秒激光诱导水击穿法在该级联结构内制备单微腔、双微腔结构,其光谱形状未发生变化,但中心波长蓝移、对比度增大。并对其进行折射率传感测试,其灵敏度分别提高到–685.68nm/RIU、–2727.09nm/RIU。

关键词：折射率传感温度传感飞秒激光单多模光纤级联结构马赫泽德干涉模式干涉