【摘 要】
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现今,微型光纤模态干涉仪(Miniaturized Modal interferometer,MMI)的应用越来越广泛,与传统的电子传感器相比,它们有许多固有的优点,例如:价格低、尺寸小、制作工艺简单、抗
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现今,微型光纤模态干涉仪(Miniaturized Modal interferometer,MMI)的应用越来越广泛,与传统的电子传感器相比,它们有许多固有的优点,例如:价格低、尺寸小、制作工艺简单、抗电磁干扰等。尤其,它们现在被广泛地用作测量温度、折射率、应力、位移、湿度等参数的传感器。本课题提出三种MMI:基于纯单模光纤的Up taper-Down taper-Up taper(UDU)结构的MMI、基于纯单模光纤的Up taper-Core offset-Up taper(UCU)结构的MMI、基于单模光纤-掺铒光纤-单模光纤结构的MMI。以下,分别对此三种MMI作简要介绍。第一种是基于纯单模光纤的UDU结构的MMI。实验结果表明,此种MMI可以实现折射率(Refractive Index,RI)及应力的测量。其中RI的灵敏度为-22.437dBm/RIU,线性拟合度为0.997(折射率测量范围为1.326-1.352);应力灵敏度为0.0008dBm/με,线性拟合度为0.996(应力测量范围为0-400με)。第二种是基于纯单模光纤UCU结构的MMI。此种MMI可实现RI及应力的双参数同时测量,其RI灵敏度为102.76 nm/RIU,线性拟合度为0.9979(折射率测量范围为1.319-1.351);应力灵敏度为12.4pm/με,线性拟合度为0.9974(应力测量范围为0-423.529με)。第三种是基于单模光纤-掺铒光纤-单模光纤结构的MMI。实验结果表明,此种MMI可实现应力及温度的双参数测量。其中应力的灵敏度为0.0247 dB/με,线性拟合度为0.994(应力测量范围为0-94.118με);温度灵敏度为0.223dB/℃,线性拟合度为0.990(温度测量范围为29.6-38.4℃)。以上三种MMI都有着简单的制造过程及较低的造价,且具有良好的可重复性。实验结果表明在目标参数测量中它们都有很好的表现。
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