基于电弧放电优化的光纤法珀湿度传感器  被引量:9

Optical Fiber Fabry-Perot Humidity Sensor Based on Arc Discharge Optimization

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作  者:孙萌萌 葛益娴[1,2] 沈令闻 胡凯 Sun Mengmeng;Ge Yixian;Shen Lingwen;Hu Kai(College of Electronics and Information Engineering,Nanjing Universitif of Information Science and Technology,Nanjing 210044,Jiangsu,China;Collaborative Innovation Center of Atmospheric Environment and Equipment Technology,Nanjing 210044,Jiangsu,China)

机构地区:[1]南京信息工程大学电子与信息工程学院,江苏南京210044 [2]大气环境与装备技术协同创新中心,江苏南京210044

出  处:《光学学报》2022年第10期28-35,共8页Acta Optica Sinica

基  金:国家自然科学基金项目(61307061);江苏高校优势学科Ⅱ期建设工程项目("信息与通信工程"优势学科)。

摘  要:提出一种基于法布里-珀罗干涉的多模光纤-空气腔-多模光纤-聚乙烯醇(PVA)薄膜结构的湿度传感器,研究了结构中空气腔反射面的曲率对光传播和反射谱的影响,并提出了利用电弧放电增大反射面曲率半径的方法。实验结果表明,所提方法降低了光在纤芯内的干涉损耗,使更多的光参与干涉,并提高了干涉条纹的对比度和精细度。在优化后的多重腔端面涂敷一层厚度为14μm的PVA薄膜,在29.1%~81.8%环境相对湿度范围内,传感器的平均灵敏度可达73.24 pm/%,且具有良好的时间稳定性。A humidity sensor with a multimode fiber-air cavity-multimode fiber-polyvinyl alcohol(PVA)film structure based on Fabry-Perot interference is proposed.The influence of the curvature of air cavity reflecting surface on the light propagation and reflection spectrum is studied,and a method to increase the radius of reflecting surface by arc discharge is proposed.The experimental results show that the proposed method reduces the interference loss of light in the fiber core,allows more light to participate in interference,and improves the contrast and fineness of interference fringes.A layer of PVA film with a thickness of 14μm is coated on the optimized multi-cavity end surface.The average sensitivity of the sensor can reach 73.24 pm/%when the relative humidity of the environment is 29.1%--81.8%,and has good time stability.

关 键 词:光纤光学 光纤传感器 电弧放电 优化空气腔 湿度测量 法布里-珀罗干涉仪 

分 类 号:TN25[电子电信—物理电子学]

 

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