研究目的
研究基于飞秒激光串联两个微腔制成的光纤马赫-曾德尔干涉仪（MZI）应变传感器的性能。
研究成果
所提出的MZI（马赫-曾德尔干涉仪）在应变传感中展现出良好的线性和可逆性，灵敏度为-664.2 nm/με。该器件对外部折射率不敏感，且具有较低的温度灵敏度，因而非常适用于应变传感器应用。由于该结构在光纤直径方向上未发生缩减，相比基于锥形或沟槽的光纤传感器具有更强的鲁棒性。
研究不足
该光纤传感器在实际应用中相对脆弱，且光谱中衰减峰的强度需进一步提升以实现良好的传感性能。
1：实验设计与方法选择：
通过级联两个飞秒激光制备的微腔构建马赫-曾德尔干涉仪（MZI），该干涉仪用于应变传感，并研究其灵敏度、可逆性、折射率依赖性及温度依赖性。
2：样品选择与数据来源：
采用氯化钠（NaCl）溶液进行折射率测试，使用管式炉进行温度依赖性研究。
3：实验设备与材料清单：
波长800 nm、脉宽35fs、重复频率1 kHz的放大钛宝石激光器（Spectra Physics公司）、20×物镜（数值孔径N.A.=0.45，奥林巴斯）、常规熔接机（型号IFS-9，INNO INSTRUMENT公司）、可调谐激光器（Agilent 81980A）及光谱分析仪（OSA，Agilent 81636B）。
4：45，奥林巴斯）、常规熔接机（型号IFS-9，INNO INSTRUMENT公司）、可调谐激光器（Agilent 81980A）及光谱分析仪（OSA，Agilent 81636B）。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：利用飞秒激光在光纤端面制备微孔，随后将微孔光纤端面与常规切割光纤端面熔接形成微腔。通过改变外部折射率和升高温度对干涉仪特性进行表征。
5：数据分析方法：
将光强变化与施加应变的关系拟合为二次函数，通过线性拟合计算温度灵敏度。
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Tunable laser
Agilent 81980A
Agilent
Recording the transmission spectrum of a micro cavity-based MZI.
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Optical spectrum analyzer
Agilent 81636B
Agilent
Analyzing the transmission spectrum of the MZI.
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Objective lens
20×, N.A.=0.45
Olympus
Focusing the femtosecond laser beam for micro-hole fabrication.
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Ti: sapphire laser
800 nm, 35fs
Spectra Physics, Inc.
Used for ablating a micro-hole on the end of a single mode optical fiber.
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Fusion splicer
IFS-9
INNO INSTRUMENT, Inc.
Fabricating a micro cavity by splicing a micro-hole fiber end with a normal cleaved fiber end.
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Tube furnace
GHA 12/300
Carbolite, Inc.
Investigating the temperature dependence of the MZI.
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