光纤多模干涉传感：综合表征及其在应变不敏感温度传感中的潜力
光学
2022-04-26 v1 应用物理
摘要
基于对多模光纤（MMF）特性的综合研究，提出了一种基于多模干涉、使用标准多模光纤（MMF）的应变不敏感温度传感器。实验研究了在单模-多模-单模（SMS）光纤结构中，温度与应变对MMF段芯径、数值孔径（NA）和长度的依赖关系。结果表明：MMF芯径越大，温度灵敏度越高但应变灵敏度（绝对值）越低；NA越高不影响温度灵敏度但导致应变灵敏度绝对值更高；MMF段越长温度灵敏度越低但对应变灵敏度无影响。这些发现也有助于SMS光纤传感器中长度依赖性的理论分析。此外，表征研究结果显示应变灵敏度相对较低，这为开发应变不敏感温度传感器提供了可能。所提传感器用于温度传感，同时施加从0到1100 、步长100 的恒定应变。测量结果与综合研究一致。平均温度灵敏度为6.14 pm/C，标准偏差为0.39 pm/C，证明所提温度传感器具有良好的稳定性且对应变不敏感。我们期望这些结果为基于多模干涉的光纤传感器提供深入的指导。
引用
@article{arxiv.2204.11044,
title = {Fiber-optic multimode interference sensing: comprehensive characterization and its potential for strain-insensitive temperature sensing},
author = {Kun Wang and Yosuke Mizuno and Xingchen Dong and Wolfgang Kurz and Maximilian Fink and Heeyoung Lee and Martin Jakobi and Alexander W. Koch},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.11044},
year = {2022}
}