蓝宝石光子晶体纤维传感器
光学
2026-05-05 v1
摘要
蓝宝石光纤通过激光加工形成单模波导，显示出在接近 2000 度的极端环境中进行远程感测的巨大潜力。然而，为了实际应用，需要更长的设备并具备更高的制造可靠性。我们报道了用于设计、建模、制造和优化的索引引导蓝宝石光子晶体纤维布拉格光栅温度传感器。该设备采用亚秒激光直接写入法制造，同时刻录制光子晶体波导和布拉格光栅。使用空间光调制器用于补偿沉浸式目标物镜与用于制造的高折射率油之间的错位。这一改进提高了横向比例并抑制了制造过程中的裂纹，从而提高了可靠性。该设计相对于等效的凹陷衬层波导制造时间缩短了 6 倍，显著降低了制造成本。制造了最长可达 7 cm 的设备并与标准单模光纤熔接。传播损耗估计为 0.7 dB/cm，布拉格光栅的带宽约为 0.12 nm。对制造的设备进行测试，显示在 25-1200 度的温度范围内，温度灵敏度为 19.0-32.3 pm/度。这些更长的设备有望在许多应用中实现实际的高精度极端温度监测，同时具备更低的制造成本和更高的可靠性。
引用
@article{arxiv.2605.02088,
title = {Sapphire Photonic Crystal Fiber Sensor},
author = {Mohan Wang and Tongyu Liu and Zipei Song and Richard Reeves and Frank P. Payne and Igor N. Dyson and Kaihui Zhang and Tao Wang and Jian Zhang and Zhitai Jia and Patrick S. Salter and Martin J. Booth and Julian A. J. Fells},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.02088},
year = {2026}
}
备注
This work has been submitted to the IEEE for possible publication. 9 pages + 2 pages Supplementary Information