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[IEEE 2019年第四届纳杰夫国际科学会议(SICN) - 伊拉克纳杰夫 (2019.4.29-2019.4.30)] 2019年第四届纳杰夫国际科学会议(SICN) - 锥形纳米光纤中消逝场穿透深度研究

DOI：10.1109/sicn47020.2019.9019348 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 在纳米光纤（NFO）制造中运用蚀刻技术可制备更细、更长、成束且强韧的线材。该蚀刻方法旨在控制纤芯直径的缩减，并展示两种用于制备NFO的不同缩减方案。消逝场（EF）的大穿透深度是提升光纤消逝场传感器（FOEFS）性能的关键。通常而言，基于光线追迹模型，去除包层的光纤其穿透深度（dp）与入射光波长、周围介质折射率（RI）及入射角相关。对锥形纳米光纤段及组合锥探针的光线追迹分析表明：沿锥体长度方向穿透深度递增，从而形成表面激发光增强、有利于光传输激发的分段式传感器。本研究通过数值分析探究基于锥形传感探针的NFO，发现入射角、数值孔径（NA）、纤芯直径及锥度比（TR）会影响元件传感器的光功率传输与最终灵敏度。当TR为0.1和0.7时，在特定区域可获得更大dp值。最终在TR=0.1且锥形长度位置Z=40 mm处取得最优结果，此时最大dp值达1140 nm。
作者： Radhi M. Chyad，Shrook A.Azzez，Alaa H. Ali，Ahmad A. Hamad
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研究概述 实验方案

研究目的

通过数值分析研究基于锥形传感探针的NFO，以了解入射角、数值孔径（NA）、纤芯直径和锥度比（TR）对元件传感器光功率传输及最终灵敏度的影响。

研究成果

研究表明，渐逝场在改性包层段的穿透深度随波长及纳米光纤周围介质折射率的增大而增加。当dp=1,140纳米且TR=0.1时（锥形渐变长度Z=40毫米），可获得最佳效果及最大穿透深度。纳米光纤传感器的灵敏度随纤芯直径减小和光纤数值孔径增大而提高。

研究不足

该研究基于数值分析和理论模型，可能无法完全反映实际应用的复杂性。研究结果的实践应用可能需要进一步的实验验证。

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