程瑞学，芦　恒，杨亚萍，王　芳*

(1. 新乡市中心医院 影像中心，新乡453000； 2. 河南师范大学 电子与电气工程学院，新乡 453007)

引　言

光纤环形腔衰荡光谱(fiber loop ring-down spectroscopy, FLRDS)是一种高灵敏光谱测量技术，结合了光纤传感和腔衰荡光谱(cavity ring-down spectroscopy, CRDS)的高灵敏特性，适用于光纤传输的低损耗过程，且不受光源功率波动的影响[1-4]。与传统的CRDS系统相比，FLRDS系统采用光纤环而非高反射率的反射镜构成光学谐振腔[5-7]。而由高反射率(反射率R>99%)反射层或高分光比(99∶1)光纤耦合器构成的光纤环形腔，其缺点是当光脉冲耦合到环形腔时，几乎100%存在耦合损耗[8-10]。解决该问题的有效途径是采用掺铒光纤放大器(erbium doped fiber amplifier, EDFA)进行腔内信号放大来补偿损耗，从而增大环形腔的衰减时间来提高测量精度。目前，国内外关于腔内信号放大的报道很多，如SILVA等人[11]论证了EDFA对光纤环内信号放大的影响；LIU等人[12]设计了一种用于腔内和衰荡腔气体检测的光纤放大环(optical fiber amplifier loop, OFAL)，且两种形式的理论灵敏度分别达到1mg/L和10mg/L。

近年来，基于布喇格光纤光栅(fiber Bragg grating, FBG)[13-14]和马赫-曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder interferometer, MZI)[15-16]的发展，不同类型的光纤浓度和温度传感系统得到广泛研究。HIRAYAMA等人[17]研制了一种实用的通入式FBG温度传感器，该传感器嵌入在传统的热电偶外壳中，灵敏度为10.3pm/℃。WU等人[18]采用一种基于MZI花生形状的光纤结构用于温度测量，发现当干涉仪长度L=22mm时，温度灵敏度达到约46.8pm/℃。LIU等人[19]提出了将强FBG和弱长周期光栅(long period grating, LPG)级联同时测量温度和溶液浓度的方法，并对耦合模理论和实验进行了分析。HAO等人[20]采用非接触式MZI实时测量液相溶液浓度和温度的变化，研究了溶液温度、浓度和折射率之间的关系。这……