單多模光纖級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)內(nèi)微腔的飛秒激光制備及其傳感特性.pdf

1、光纖內(nèi)開口微腔結(jié)構(gòu)具有制備簡(jiǎn)單、易于溶液出入、易填充聚合物封裝等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于折射率、溫度傳感。在單多模級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)內(nèi)制備微腔結(jié)構(gòu)能夠形成高質(zhì)量的馬赫-澤德干涉儀（Maher Zehnder interferometer，簡(jiǎn)稱MZI)，具有靈敏度高、線性度好、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)。此外，當(dāng)單多模級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)內(nèi)多模光纖達(dá)到特定長(zhǎng)度時(shí)，在光纖內(nèi)能夠形成模式干涉，利用飛秒激光誘導(dǎo)水擊穿的方法在其內(nèi)制備微腔結(jié)構(gòu)，能夠有效提高折射率靈敏度。
　　提出并

2、制備了一種單多模光纖級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)內(nèi)的MZI傳感結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于折射率、溫度傳感。首先，基于馬赫-澤德干涉理論對(duì)單多模光纖級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)內(nèi)微腔結(jié)構(gòu)的透射光譜進(jìn)行計(jì)算仿真，理論研究了微腔尺寸及相對(duì)位置對(duì)透射光譜的影響，確定形成高質(zhì)量干涉光譜的微腔最優(yōu)參數(shù)。其次，基于微腔最優(yōu)參數(shù)利用飛秒激光誘導(dǎo)水擊穿法在未形成模式干涉的單多模級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)內(nèi)制備微腔結(jié)構(gòu)，形成高質(zhì)量MZ干涉。其透射光譜傳輸損耗為10dB、對(duì)比度達(dá)到35dB，對(duì)其進(jìn)行折射率傳感測(cè)試，在1.333-

3、1.3367內(nèi)，靈敏度為–10053.45nm/RIU，并其進(jìn)行溫度傳感測(cè)試，空氣中溫度靈敏度為43.9pm/oC。通過將聚合物材料(RTVS901)填充到微腔內(nèi)進(jìn)行溫度增敏封裝，其溫度靈敏度提高到5.6nm/oC。
　　提出并制備了一種形成模式干涉的單多模光纖級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，并在其內(nèi)制備單微腔、雙微腔結(jié)構(gòu)，提高其折射率傳感靈敏度。首先，利用耦合波理論對(duì)形成模式干涉的單多模光纖級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的透射光譜進(jìn)行計(jì)算仿真，分析了級(jí)聯(lián)長(zhǎng)度對(duì)透射光譜的影

4、響。利用BPM-PROP分析了級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)內(nèi)單微腔和雙微腔分別對(duì)透射光譜的影響，并理論研究了其折射率傳感特性。其次，通過單多模光纖切割熔接的方法制備出形成模式干涉的單多模光纖級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行折射率傳感測(cè)試，靈敏度僅為51.88nm/RIU。然后，利用飛秒激光誘導(dǎo)水擊穿法在該級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)內(nèi)制備單微腔、雙微腔結(jié)構(gòu)，其光譜形狀未發(fā)生變化，但中心波長(zhǎng)藍(lán)移、對(duì)比度增大。并對(duì)其進(jìn)行折射率傳感測(cè)試，其靈敏度分別提高到–685.68nm/RIU、–2727