仪器仪表学报

作者：赵 勇，赵 健，吕日清，林子婷

单位：赵 勇,1. 东北大学信息科学与工程学院，2. 河北省微纳精密光学传感与检测技术重点实验室,,赵 健,1. 东北大学信息科学与工程学院，2. 河北省微纳精密光学传感与检测技术重点实验室,,吕日清,1. 东北大学信息科学与工程学院，2. 河北省微纳精密光学传感与检测技术重点实验室,,林子婷,1. 东北大学信息科学与工程学院，2. 河北省微纳精密光学传感与检测技术重点实验室,

关键词：无芯光纤;布拉格光栅;多模干涉;反谐振;反射式;温度测量

基金：国家自然科学基金（61933004）、河北省自然科学基金(F2020501040)项目资助

针对海洋环境探测中海水温度的大量程高分辨力测量需求,本文提出并验证了一种基于无芯光纤(NCF)与光纤布拉格光栅(FBG)级联的反射式传感器。传感器的制作过程包括将刻有FBG的单模光纤与带有涂覆层的NCF熔接,之后在NCF的端面上镀金膜形成反射镜,最后将光纤结构封装于毛细管中。其中,无涂覆层的NCF是多模波导,而有涂覆层的NCF可以看作反谐振反射波导,理论分析可知多模干涉和反谐振效应叠加得到输出光谱。由于聚合物涂覆层的热光系数较高,干涉波长的位置随着温度变化发生明显偏移。根据FBG中心波长和干涉波长所在位置,通过对应的拟合曲线可以计算出准确的温度值。实验结果表明,在-6℃~54℃温度范围内,最小可探测温度分辨力为0.0001℃。该反射式光纤传感器具有加工方便、结构紧凑、灵敏度高等优点,在大范围高分辨力海水温度测量中具有很大的应用潜力。

来源：2022年第3期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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