基于光纤粗锥型马赫-曾德尔干涉仪的高灵敏度温度传感器的研制

摘要：

光纤传感是现代光纤技术的重要应用之一。制作了一种基于两个单模光纤粗锥串接的全光纤型马赫-曾德尔高温高灵敏温度传感器。纤芯中传输的光通过第一个光纤锥耦合，一部分进入纤芯传输，另一部分进入包层形成包层模，纤芯模和包层模具有不同的有效折射率，经过干涉臂的传输产生了光程差。纤芯和包层传输的光再经过第二个光纤锥耦合，形成干涉进入输出光纤传输。对不同长度的传感器进行实验研究，得出传感臂长度与干涉周期之间的关系。研究了传感器温度响应特性，给出了温度响应灵敏度。实验结果表明，在30～400℃温度范围内，长度为35 mm的传感器可以得到较高的温度响应灵敏度，其响应灵敏度为0．115 nm·℃-1。利用傅里叶变换对传感器透射谱进行了分析，可以确定在长度为35 mm的传感器中仅有基模LP01和高阶模LP08两种模式，透射谱就是由这两种模式干涉形成的。该传感器体积小、精度高、抗电磁干扰，具有易于制作、对比度大、质轻、灵敏度高、耐高温等优点。可用于高温气体温度测量及油气井测井等领域的高灵敏度温度传感测量。

关键词：光纤传感器、温度传感、马赫-曾德尔干涉仪、光纤锥

分类号：TN253(光电子技术、激光技术)

资助基金：国家自然科学基金项目61275088，61077060;陕西省教育厅重点实验室科研计划项目12JS077;西安石油大学研究生创新基金项目2013cx120837;西安石油大学2013年拟培育优秀硕士学位论文项目Ys3703151414;陕西省自然科学基础研究计划项目2013JM8032

在线出版日期：2014-07-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：1722-1726