文献类型：期刊文章

作　　者：邵敏[1,2] 乔学光[3] 傅海威[1] 李岩[1] 姚妮[4] 贾振安[1]

机构地区：[1]西安石油大学理学院陕西省光电传感测井重点实验室,陕西西安710065 [2]西北工业大学理学院陕西省光信息技术重点实验室,陕西西安710072 [3]西北大学物理学院,陕西西安710069 [4]浙江大学光电工程系现代光学仪器国家重点实验室,浙江杭州310027

出　　处：《光谱学与光谱分析》

基　　金：国家自然科学基金项目(61275088;61327012);陕西省自然科学基础研究计划项目(2016JQ6021)资助

年　　份：2016

卷　　号：36

期　　号：9

起止页码：3008-3013

语　　种：中文

收录情况：AJ、BDHX、BDHX2014、CAS、CSCD、CSCD2015_2016、EI(收录号：20163902850901)、IC、INSPEC、JST、PUBMED、RCCSE、RSC、SCI(收录号：WOS:000383306800051)、SCI-EXPANDED(收录号：WOS:000383306800051)、SCIE、SCOPUS、WOS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：提出了一种基于光纤布拉格光栅嵌入单模-多模纤芯-单模(single-mode-multimode fiber core-single mode,SMS)光纤结构的湿度传感器。当环境湿度变化时,SMS光纤结构的干涉光谱会发生漂移,而光纤布拉格光栅对湿度不敏感,其纤芯基模保持不变。因此利用SMS光纤结构对环境湿度的敏感性去调制光纤布拉格光栅纤芯基模,通过检测光纤布拉格光栅纤芯基模的反射能量变化就可以实现湿度测量。数值模拟了SMS光纤结构的内部光场分布规律,理论计算了不同环境折射率时,多模纤芯的长度、直径对SMS光纤结构输出能量耦合系数的影响。理论模拟表明,随着环境折射率变化,SMS光纤结构中传输的纤芯基模的输出能量耦合系数会发生变化。同时制作了传感器样品并对其进行了传感实验研究,实验结果表明多模纤芯长35mm、纤芯直径为85μm的传感器在45%~95%RH湿度变化范围内,湿度灵敏度为0.06dBm·(%RH)^(-1)。在20~80℃温度范围内,传感器的温度灵敏度为0.008nm·℃^(-1),温度所带来的湿度测量误差为0.047%RH·℃^(-1)。传感器具有制作简单、灵敏度高、反射式能量检测等优点,在湿度测量领域有一定的应用价值。

关 键 词：光纤布拉格光栅 单模-多模纤芯-单模光纤结构  湿度传感  

分 类 号：TN253]