魏方皓, 张祥军

(中国矿业大学 信息与控制工程学院,江苏 徐州 221000)

0 引 言

光子晶体光纤(photonic crystal fiber,PCF)自问世以来受到了广大科研人员极大的关注,光学损耗小、光学非线性度高等新特点使得光子晶体光纤更多的被应用于传感,检测,滤波等诸多领域[1]。同时,随着表面等离子体共振(sunface plasmon resonance,SPR)现象被发现,基于SPR-PCF传感器应运而生。并且与传统光纤传感器相比,交叉敏感、耦合损耗以及保偏特性等主要问题有了较大改进；而且可以制造多维结构,同时具有工作波长范围宽,模场面积大,可以实现多参数测量的一系列突出的优点[2]。

随着光纤传感器的兴起,通过广大科研人员不断地深入研究,在光纤温度传感领域取得了许多进展。在最近几年,SPR-PCF传感器更是进入了一个前所未有的发展阶段,各国科研人员在温度、生物、气体、压力等许多传感领域都进行了深入的研究,取得了大量科研成果[3,4]。

2016年,Gangwar R K等人提出了一种基于D型SPR-PCF传感器,对于不同待测物折射率(1.43～1.46),获得了分辨率为1.30×10-5RIU,平均灵敏度为7 700 nm/RIU[5]。2017年,Huang T提出了一种使用TIO作为金属镀层的D型SPR-PCF传感器,在1.28～1.34的折射率测量范围下,平均灵敏度可达到6000 nm/RIU[6]。2018年,Liu B L等人提出了一种SPR-PCF传感器,镀金薄壳层的硅芯组成的金纳米壳均匀分散在最内层空气孔内壁,工作波长范围为0.66～3.1 μm,在1.33～1.38的传感器的测量范围中,最大灵敏度可以达到4 111.4 nm/RIU,分辨率可以达到2.45×10-5RIU[7]。

本文研究了一种双通道光纤温度传感器。由于光纤外部温度变化引起双通道内部酒精混合物的折射率变化,所以，通过有限元矢量软件COMSOL进行模拟仿真,绘制出温度变化时光纤的损耗谱曲线。……