马赫-曾德尔干涉集成化的全光纤磁场与温度传感器

摘要：

为了简化光纤磁场与温度传感器的结构并提高传感器灵敏度,设计并制作了马赫-曾德尔干涉集成化的全光纤磁场与温度传感器.将单根光纤的马赫-曾德尔模间干涉结构和双臂马赫-曾德尔干涉结构结合:将总长度为1.2m的单模光纤部分制备成长度为2.7 cm、锥腰直径为30.1 μm的锥形微纳光纤,并得到了拉锥时间与锥腰直径的关系.将锥形微纳光纤放置尼龙槽内并包覆磁凝胶构成传感头,实现模间干涉的马赫-曾德尔磁场传感器;将磁场传感器通过两耦合比为50％∶50％的耦合器并联带有可调谐光衰减器的单模光纤形成马赫-曾德尔干涉的温度传感器.从理论上分析了光谱漂移对磁场和温度传感的特性关系,实验测得室温下磁场强度在25～50 mT时,磁场传感的灵敏度为0.301 14nm/mT;在磁场强度为0,温度由25℃升高到30℃时,温度传感的灵敏度为0.518 86 nm/℃.该传感器可广泛应用于电力系统放电检测、材料加工、安全监控等领域.

关键词：光纤传感器、马赫-曾德尔干涉仪、磁场传感、温度传感、灵敏度分析

所属期刊栏目：26

分类号：TN253;TP212.11(光电子技术、激光技术)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51677044;哈尔滨市科技人才创新项目2017RAYXJ022

在线出版日期：2018-11-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1338-1345