通过主动虚拟补偿降低折射率传感光频 comb 温度漂移
光学
2024-05-14 v1
摘要
折射率 (RI) 传感在诸多领域发挥着关键作用，包括葡萄糖传感、生物传感和气体检测等应用。尽管光纤传感器具有紧凑尺寸、柔软性以及抗电磁干扰等优势，但常受温度引起的漂移的困扰，这会严重影响 RI 测量的准确性。本研究引入一种创新方法，通过主动虚拟补偿 dual-comb 配置来缓解 RI 传感光频 comb (OFC) 中的温度漂移。核心思想是利用 dual-comb 设置，其中包括一个主动传感 OFC，用于监测样本 RI 和环境温度，以及一个虚拟传感 OFC，仅跟踪环境温度。两种传感器信号之间的差值 denoted as delta_frep 可有效消除温度变化的影响，从而为精确的 RI 测量提供与温度无关的传感信号。本研究深入探讨了主动虚拟温度补偿与 delta_frep 之间的关系。结果表明，减小 delta_frep 值有助于改善温度补偿，从而降低由环境温度引起的 delta_frep 波动。这种补偿技术建立了 delta_frep 与样本 RI 之间的直接联系，为基于 delta_frep 的绝对 RI 测量铺平了道路。本研究的发现对推动使用 dual-comb 设置实现准确且温度补偿的 RI 传感方法具有重要贡献。就 delta_frep 依赖性及其提高测量精度和稳定性策略的所获洞见而言，对于产品质量控制和生物传感等领域的应用具有广泛前景。
引用
@article{arxiv.2405.07127,
title = {Reduction of temperature drift in refractive-index-sensing optical frequency comb by active-dummy compensation of dual-comb configuration},
author = {Shogo Miyamura and Masayuki Higaki and Shuji Taue and Yoshiaki Nakajima and Yu Tokizane and Eiji Hase and Takeo Minamikawa and Takeshi Yasui},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.07127},
year = {2024}
}
备注
25 pages, 9 figures