仪器仪表学报

作者：蔡 露，李尚文，王 敏，赵 勇

单位：蔡 露,1. 东北大学秦皇岛分校控制工程学院，2. 东北大学秦皇岛分校河北省微纳精密光学传感与检测技术重点实验室,,李尚文,1. 东北大学秦皇岛分校控制工程学院,,王 敏,1. 东北大学秦皇岛分校控制工程学院,,赵 勇,1. 东北大学秦皇岛分校控制工程学院，2. 东北大学秦皇岛分校河北省微纳精密光学传感与检测技术重点实验室，3. 东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室,

关键词：折射率传感器;光纤光斑图;D型光纤;纹理特征算法

基金：国家自然科学基金（61803076）、河北省高等学校科学技术研究项目重点项目（ZD2020406）、教育部中央高校基本科研服务费（N2123011）、河北省自然科学基金(F2022501028)项目资助

本文设计并制备了一种单模-D型-多模光纤结构,利用光纤传导模式间的干涉以及D型光纤的非对称结构,获得对外界变化响应极其灵敏的光斑图,并基于纹理特征算法解调出光斑的特征值,由特征值与折射率之间的一一对应关系实现折射率传感。对传感特性的研究中,从仿真与实验的角度讨论了不同抛磨长度、抛磨深度对传感特性的影响,仿真与实验结果均表明,抛磨长度2mm和抛磨深度18μm参数的D型光纤结构折射率传感特性最佳,仿真与实验结果一致,证明了研究方法的正确性以及D型光纤光斑传感器进行折射率传感的可行性。实验中,能量值(EN)折射率测量灵敏度最高可达-1.86/RIU,拟合度达到0.964,相关性值(COR)折射率检测灵敏度最高可达-0.23/RIU,拟合度达到0.979。由于光斑检测的分辨力极高,因此,该方法为高分辨力折射率测量提供了很好的思路。

来源：2022年第10期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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