造价通

反馈
取消

热门搜词

造价通

取消 发送 反馈意见

全光纤传感器多用途传感器的制备工艺和性能

2022/07/13114 作者:佚名
导读:首先,将一段细光纤(TF,其包层直径为 80μm)与一段多模光纤(MMF)熔接,然后在两侧分别熔接两段单模光纤(SMF)。 在熔接过程中,光纤都在熔接机自动模式下进行熔接。 虽然方法简单,但熔接损耗增加会降低耦合率,从而影响条纹可见度、干扰频谱并增加传输损耗,因此,需要进行精细的切割和严格按照熔接程序操作。 在 TF 中需要掺入足量的锗,使 TF 具有1.4735 的折射率(n),传输波长 155

首先,将一段细光纤(TF,其包层直径为 80μm)与一段多模光纤(MMF)熔接,然后在两侧分别熔接两段单模光纤(SMF)。 在熔接过程中,光纤都在熔接机自动模式下进行熔接。 虽然方法简单,但熔接损耗增加会降低耦合率,从而影响条纹可见度、干扰频谱并增加传输损耗,因此,需要进行精细的切割和严格按照熔接程序操作。 在 TF 中需要掺入足量的锗,使 TF 具有1.4735 的折射率(n),传输波长 1550nm 时,其模 式场直 径 约 为 4.5μm。 SMF 的 纤 芯/包 层 直 径 为 9.2μm/125μm,阶跃 MMF 纤芯/包层为 50μm/125μm。 光信号由 SMF 引入 MMF,在 MMF-TF 熔接点模场失配,部分功率耦合到 TF 包层内,将在 TF 包层内激发多个模式。同样,在 TF-SMF 熔接点,随着TF 纤芯模式干扰的增强,TF 包层部分功率耦合到单模光纤纤芯的基模中。当包层直径减小后,TF 倏逝波传输功率的在包层中比例将会增强,因此从 TF 的包层进行光传播,将会更有效地引发纤芯模式。此外,基模的倏逝波和周围环境间的相互影响会导致透射谱中心的漂移,包层的有效折射率将随着周围环境因素的变化而改变。 由于干扰主要是由两种模式形成,即占主导地位的低阶包层模式和纤芯模式, 其结构可被视为一个 MZI 。 与Δneff 或该传感器长度 L 相关联的环境变化将导致干扰衰减波峰的偏移,两个干扰极小值(FSR)之间的波长间隔可以近似表示为:

Δλm=4neffL (2m 1)(2m-1)≈λ2m ΔneffL (1)

值得注意的是, 该传感器的 FSR 将随着 TF 长度L 的 增 加 而 减 少 。为 了 测 量SMTS 结构传感器 纤 芯 模 式 的变化,需要通过实 验 来 比 较 采用单模-细纤芯-单模(STS)和 SMTS 光纤结构这两种情况下的不同。当 TF 长度保持48.38mm 时,SMTS 的 干 涉 条 纹 比 STS 的 可 见 度 提 高数倍,MMF 的模场直径远远大于 SMF 的模场直径,因此,注入到 TF 的包层的光功率显著增强。 此外,由于使用了 MMF,TF 的包层模式可能被激活;STS 结构的纤芯模式 LP01 和 LP11, 由于 SMTS 和细光纤间的模场失配而激活 。

为了分析干扰模式的数量和功率分布波长光谱通过傅里叶变换后得到的空间频率谱,在零点占主导地位的峰值强度与纤芯模式相关。 随着 MMF 长度变化,功率主要分布在纤芯和低阶包层,这意味着不同 长 度 的 模 式 耦 合主 要 发 生 在 纤 芯 和低阶包层之间。多个次强峰对 应 于 高 阶 包 层 模式,纤芯模式和高阶包 层 模 式 间 的 干 扰同 时 改 变 了 干 扰 包络,当传感器放在折射率匹配液中来消除去包层模式时,干涉现象基本消失不同于纤芯模式 LP11 的包层模式能够被激发出来 。

*文章为作者独立观点,不代表造价通立场,除来源是“造价通”外。
关注微信公众号造价通(zjtcn_Largedata),获取建设行业第一手资讯

热门推荐

相关阅读