侧面抛磨型双芯熊猫光纤的折射率传感特性仿真分析

田二明， 韩建宁

(中北大学 信息与通信工程学院， 山西 太原 030051)

侧面抛磨型双芯熊猫光纤的折射率传感特性仿真分析

侧面抛磨型双芯熊猫光纤的折射率传感特性仿真分析

田二明， 韩建宁

(中北大学 信息与通信工程学院， 山西 太原 030051)

研究了双芯熊猫光纤经侧面抛磨后的折射率传感特性， 并具体分析了抛磨、 纤芯尺寸、 纤芯、 折射率对比度对传感器特性的影响. 通过侧面抛磨方式， 可以使得熊猫光纤一侧气孔侧壁与外界待测液体接触， 这有助于加快响应速度； 同时利用Mach-Zehnder干涉检测方式可以获得较高的流体折射率检测灵敏度. 仿真表明， 经过优化的双芯熊猫光纤结构可望使系统检测液体折射率的灵敏度达到3.8×10-5RIU(Refractive Index Unit).

双芯熊猫光纤； 折射率传感特性； 传感灵敏度

双芯光纤是指一个共同的光纤中存在多个纤芯结构， 其可以在保持光纤结构稳固性的前提下通过优化结构来提高检测液体折射率的灵敏度[1-3]. 利用选择性填充气孔技术可使双芯光子带隙光纤内不同纤芯的模场能量发生耦合， 通过调整光子带隙区域可使检测折射率范围覆盖至待测流体折射率[4-8]， 由于折射率变化影响耦合系数和相位匹配条件， 使得此类传感系统兼具高灵敏度和宽探测范围优点. 另外， 双芯光子晶体光纤的纤芯模存在耦合引起的损耗峰， 峰的位置与光纤外包层的大小和外部介质的折射率有关， 因此， 可以通过测量纤芯模耦合损耗峰的位置来测量……