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文檔簡介
1、溫度傳感器被廣泛應用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)等諸多領域,光纖溫度傳感器具有電絕緣、耐高壓、耐腐蝕的特點,保偏光子晶體光纖依靠其優(yōu)良的高雙折射特性成為光纖傳感技術領域的研究熱點,保偏光子晶體光纖是溫度傳感器的重要組成元件,其性能的好壞決定了溫度傳感器靈敏度的高低。
本文提出了一種新型混合晶格結構的保偏光子晶體光纖,該光纖由矩形空氣孔和圓形空氣孔混合排列而成。首先使用基于有限元法的Comsol軟件研究了該光纖的基模模場分布及雙折射特性
2、,并分析了不同結構參數(shù)變化對光纖模式雙折射特性及拍長特性的影響。研究表明,隨著工作波長的增大,光纖的雙折射也增大,在0.4μm到2.0μm波段模式雙折射保持在10-2量級。當空氣孔間距Λ壓縮至1μm,矩形空氣孔面積A為1μm×0.1μm,圓形空氣孔直徑D增大到0.96μm時,工作波長λ為1550nm的光纖雙折射可達到3.4849×10-2。在此基礎上從溫敏液體的選擇、填充方式的確定及光纖結構參數(shù)的變化三個方面研究了此新型結構保偏光子晶體
3、光纖的溫敏特性,研究結果表明,使用乙醇液體填充纖芯區(qū)域圓形空氣孔,一定結構參數(shù)下光子晶體光纖溫度靈敏度達到10-5數(shù)量級。最后將該光纖用于Sagnac結構的保偏光子晶體光纖溫度傳感器設計,通過Matlab進行仿真分析,結果表明,使用1450nm—1650nm的寬譜光源入射時,基于此保偏光子晶體光纖的Sagnac光纖溫度傳感器的透射譜諧振峰隨溫度變化產(chǎn)生明顯偏移,傳感器靈敏度為2nm/℃,線性測量范圍為-30℃~78℃。該溫度傳感器具有抗
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