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反谐振空芯光纤的气压传感研究

反谐振光纤还包括如布拉格光纤、光子晶体光纤、Kagomé光纤、胜曲率机芯光纤等一系列基于反谐振机理的光纤,其导光机理可以说明为将光纤中低折射率层当作一个F-P谐振腔,当光波长符合这个F-P腔的谐振条件时,就不会谐振出高折射率层;当光波长靠近谐振波长时,光将被F-P腔光线回去,从而被容许在较低折射率层中,并沿着其轴向向前传播。近年来,关于机芯光纤的报导屡次经常出现,有将其用作太赫兹波传输的、有将其用作红外波导传输的、而基于机芯光纤反谐振机理,制作传感器的报导还很少。

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本文摘要:反谐振光纤还包括如布拉格光纤、光子晶体光纤、Kagomé光纤、胜曲率机芯光纤等一系列基于反谐振机理的光纤,其导光机理可以说明为将光纤中低折射率层当作一个F-P谐振腔,当光波长符合这个F-P腔的谐振条件时,就不会谐振出高折射率层;当光波长靠近谐振波长时,光将被F-P腔光线回去,从而被容许在较低折射率层中,并沿着其轴向向前传播。近年来,关于机芯光纤的报导屡次经常出现,有将其用作太赫兹波传输的、有将其用作红外波导传输的、而基于机芯光纤反谐振机理,制作传感器的报导还很少。

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反谐振光纤还包括如布拉格光纤、光子晶体光纤、Kagomé光纤、胜曲率机芯光纤等一系列基于反谐振机理的光纤,其导光机理可以说明为将光纤中低折射率层当作一个F-P谐振腔,当光波长符合这个F-P腔的谐振条件时,就不会谐振出高折射率层;当光波长靠近谐振波长时,光将被F-P腔光线回去,从而被容许在较低折射率层中,并沿着其轴向向前传播。近年来,关于机芯光纤的报导屡次经常出现,有将其用作太赫兹波传输的、有将其用作红外波导传输的、而基于机芯光纤反谐振机理,制作传感器的报导还很少。

目前实验上,都是对空芯光纤展开镀膜处置,镀上一层功能性薄膜,从而将其用作传感。如在空芯光纤上镀上一层水解石墨烯,用作观测湿度变化,或者在空芯光纤上镀一层磁性胶体,用作磁场传感。而镀膜又减少了一道工序,减少了器件的复杂性,同时由于光纤的弧形面结构和所镀膜的材料与光纤材料的有所不同,减少了器件的稳定性和可靠性。

武汉国家光电实验室陆培祥教授领导的超快激光研究团队最近研制出了一种利用反谐振型空芯光纤的气压传感器。该传感器制作中应用于飞秒激光微加工技术,对空芯光纤展开一个钻孔处置,使得外界气压可以转变机芯光纤纤芯内部折射率。该传感器结构非常简单,制作方便快捷。而且该器件享有较高的气压灵敏度,同时极低的观测无限大,所以此类传感器件有很强的实际应用于创造力。

2016年11月28日,这一工作“Antiresonantreflectingguidancemechanisminhollow-corefiberforgaspressuresensing(基于反谐振机理的空芯光纤气压传感研究)”公开发表在Opt.ExpressVol.24,No.24,27890(2016).该项目的研究工作获得了国家自然科学基金(No.61138006)的资助。图(a)传感器结构示意图,(b)和(c)飞秒激光钻孔加工后侧面和端面图,(d)机芯光纤长度为5mm的传感器飞秒激光钻孔处置前后光谱图。


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