萨格纳克干涉仪级联的高灵敏度温度传感器
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湖北师范大学中青年科技创新团队项目(No.T2015002);湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队计划项目(No.T2020014)资助。


High sensitivity temperature sensors based on Sagnac interferometers cascading
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    摘要:

    设计了一种由两个萨格纳克干涉仪(SI)级联组成的光纤温度传感器,并用实验证明了传感器在游标效应下的温度灵敏度放大特性。该传感器由两段不同长度的熊猫保偏光纤构成两个SI,然后两个SI旋转一个角度级联在一起组成一个温度传感装置,其中SI1用着温度传感,SI2用着参考。由于两个SI具有相近的自由光谱范围,级联时它们干涉谱叠加形成一个自由光谱范围很大的低频包络线。利用包络线漂移来考察温度变化,能够获得放大的灵敏度。实验结果显示级联后传感器的温度灵敏度为1103nm/℃,而单个SI1单独测量温度的灵敏度为-101nm/℃。因此利用游标效应后,灵敏度增加了109倍,而且实验测量结果与理论计算结果基本吻合。

    Abstract:

    An optical fiber temperature sensor comprising two Sagnac interferometers (SI) cascading is designed and experimentally demonstrated the temperature sensitivity amplification properties of the sensor under the vernier effect.The sensor consists of two SI with different length panda fibers,and then two SI rotates one angle to cascade together forming a temperature sensing device,where SI1 used as temperature sensing and SI2 as reference filter.Since the two SI have a similar free spectrum range,when they are cascaded,their output spectrum forming a low frequency envelope with the large free spectrum ranges.The sensitivity of amplification can realize when using the envelope drift to investigate the temperature changes.The experimental results show that the temperature sensitivity of the sensor is 11.03 nm/°C,while the temperature sensitivity of the single SI1 is 1.01 nm/°C.Therefore,after using the Vernier effect,the sensitivity increases by 10.9 times,and the experimental measurement results are in good agreement with the theoretical calculations.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

申万梅,江超,郭小珊,黄会玲,李宏.萨格纳克干涉仪级联的高灵敏度温度传感器[J].激光与红外,2022,52(5):740~744
SHEN Wan-mei, JIANG Chao, GUO Xiao-shan, HUANG Hui-ling, LI Hong. High sensitivity temperature sensors based on Sagnac interferometers cascading[J]. LASER & INFRARED,2022,52(5):740~744

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  • 最后修改日期:2021-09-05
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  • 在线发布日期: 2022-05-18
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