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基于渐变折射率多模光纤的新型表面等离子体共振传感器性能研究
摘要： 目的——本文旨在提出并验证一种基于渐变折射率多模光纤（GIF）基模光束的新型表面等离子体共振（SPR）传感方法。该SPR传感器具有高灵敏度和可控的工作动态范围，有望解决光纤SPR传感器存在的灵敏度低和多通道检测困难两大瓶颈问题。 设计/方法/途径——采用GIF的低阶模式进行SPR传感，既保持了单模光纤SPR传感器的灵敏度优势。通过该新型SPR传感器，研究了入射光角度和金膜厚度对工作动态范围的影响。研究结果表明：在固定金膜厚度时，入射角越小，SPR工作动态范围越大且共振波长越长；在固定研磨角度时，金膜厚度越大，共振波长越长。经参数优化后，这两种参数调节方法的灵敏度分别达到4,442 nm/RIU和3,031 nm/RIU。 原创性/价值——当GIF的研磨角度增大时，在固定金膜厚度条件下，共振波长的动态范围增大并产生红移，灵敏度提升，且共振谷变得更为不明显；同理，当金膜厚度增加时，在固定研磨角度条件下，共振波长的动态范围增大并产生红移，灵敏度提升，且共振谷变得更为不明显。上述调节性能为解决基于光纤的SPR多通道检测问题和提高基于光纤的SPR传感器灵敏度奠定了基础，具有重要应用价值。
关键词： 动态范围、灵敏度、GIF、SPR传感器
更新于2025-09-04 15:30:14
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基于具有游标效应的两个并置光纤迈克尔逊干涉仪的高灵敏度矢量曲率传感器
摘要： 本文提出并验证了一种基于具有游标效应的双并列光纤迈克尔逊干涉仪（MI）的高灵敏度矢量曲率传感器。与由级联元件构成的传统游标效应结构不同，该方案采用两个并列的MI：一段三芯光纤（TCF）与极短的双侧孔光纤（DSHF）相连，DSHF的纤芯与TCF的两个偏心纤芯分别构成两个并列的MI。TCF两个偏心纤芯间极小的折射率差引发了类游标效应。该结构最显著的特点是两个MI对曲率均具有相反的灵敏度响应，这使得曲率灵敏度放大因子达到传统游标效应结构的两倍。实验结果表明，该结构的曲率灵敏度可达-60.84 nm/m?1。
关键词： 三芯光纤、曲率传感器、干涉仪
更新于2025-09-04 15:30:14
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基于嵌入树脂中的光纤法布里-珀罗干涉仪的实时温度传感器
摘要： 提出并实验验证了一种易于制作、成本低廉、坚固耐用且高精度的光纤温度传感器。该传感器探头由嵌入聚酯树脂模具中的光纤法布里-珀罗干涉仪（FFPI）构成。通过将一段14.66微米的毛细管光纤（CF）熔接在两根单模光纤（SMF）之间组装而成的FFPI通常具有良好应变灵敏度和较低温度灵敏度。其反射光谱在80纳米范围内呈现单一干涉凹陷。通过改变环境温度可调节树脂模具尺寸，进而改变FFPI空气腔长度。当外界温度降低（升高）时，反射光谱凹陷向短波（长波）方向移动。较大的自由光谱范围（FSR）使得该传感器可通过波长或强度检测方案监测温度变化。实验证明：采用激光器和光功率计可在10-30℃范围内实现实时温度传感，灵敏度达-60.79纳瓦/摄氏度，分辨率0.5摄氏度。我们认为这种实时传感器的实用性对环境监测应用极具吸引力。
关键词： 法布里-珀罗干涉仪，光纤传感器，应变传感器，聚合物
更新于2025-09-04 15:30:14
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连续波泵浦超连续谱辅以弱飞秒脉冲种子
摘要： 我们通过数值模拟研究了弱相干飞秒（fs）脉冲种子对连续波（CW）泵浦超连续谱（SC）产生的影响。分析了存在各种随机噪声时CW泵浦超连续谱的产生过程，观察到由调制不稳定性引发的超连续谱频谱不稳定性。为主动控制这些不稳定性，我们引入弱相干飞秒脉冲种子来改善CW泵浦超连续谱的光谱带宽和脉冲间稳定性。详细的数值结果表明，种子的频率偏移和峰值功率显著决定了超连续谱的特性。本研究对于实现具有更高相干性和信噪比的宽谱CW泵浦超连续谱具有重要价值。
关键词： 光纤、非线性光学、超连续谱、调制不稳定性
更新于2025-09-04 15:30:14