保偏微结构光纤光栅F-P腔折射率传感特性分析

针对提高光纤光栅折射率传感器抗干扰能力以及增加反射率的需求,本文提出了一种基于Fabry-Perot腔的保偏微结构光纤(PM-MOF)布拉格光栅折射率传感器。根据传输矩阵法和有限元方法,分析了微结构光纤光栅F-P腔中被测物折射率与F-P腔反射谱中两个偏振模谐振波长差的关系,在此基础上讨论了中心孔直径、F-P腔长度等参数对传输特性的影响。研究结果表明,随着空气孔中填充物折射率的增

第3 9卷第 4期21 0 2年 4月

光电工程Op o El cr n cEn i e i t - e to i g ne rng

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文章编号：10— 0X(0 20— 120 03 5 1 2 1)4 0 0—6

保偏微结构光纤光栅 FP腔—折射率传感特性分析郭璇，毕卫红，刘丰 (燕山大学信息科学与工程学院，河北秦皇岛 0 60 6 0 4)

摘要：针对提高光纤光栅折射率传感器抗干扰能力以及增加反射率的需求，本文提出了一种基于 F byP rt ar.eo腔的保偏微结构光纤(M— F布拉格光栅折射率传感器。根据传输矩阵法和有限元方法，分析了微结构光纤光栅 FP P MO )—腔中被测物折射率与 FP腔反射谱中两个偏振模谐振波长差的关系，在此基础上讨论了中心孔直径、FP腔长度 . .

等参数对传输特性的影响。研究结果表明，随着空气孔中填充物折射率的增加，保偏微结构光纤光栅 FP腔的两 .个偏振态的谐振波长差将逐渐减小；F P腔的干涉作用使反射率较单个光栅有很大提高，便于长距离传输和实时—

解调；两个偏振模对外界干扰具有相似的响应，因此该传感器具有更强的抗干扰能力。本丈研究结果为保偏微结构光纤光栅在折射率传感器及其生物传感器方面的应用提供了理论依据。 关键词：保偏微结构光纤；光纤光栅 FP腔；传输矩阵法；折射率传感 .中图分类号：T 5 N2 3文献标志码：A d 1. 6￣i n10—0X.0 2 40 o: 03 9 .s.0 35 1 2 1. .1 i 9 s 0 8

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h n l t e r c i n e e vy v i c e s g I i e e c a f r t e d t c in h e u t r v d h h o e ia a i f r t e a p ia i n o M— OF n r a i . t s b n f i l o h ee t .T e r s l p o i e t e t e r t lb ss o h p l t f P M n i o s c c o g a i gi eo t a b r e a t ei d x s n o n eo t a b rlb l e i s n i g r t t p i l e f ci e e s r d t p i l e e— eb o e sn . n nh c f i rr v n a h c f i a r f Ke r s p lrz to it i i g mir s u tr d o t a b r p i a b r g ai g F P c vt;ta se ti y wo d: o a ai n man an n c o t cu e p i l f e;o t l f e r t - a i i r c i c i n y r n f r merx meh d r fa t ei d x s n o t o; e r c i e e s r v n

0引言 生物传感器不仅促进了生物技术的突飞猛进，而且为人类的保健、农牧业、食品业、环境以及国防等收稿日期：2 t 0 2;收到修改稿日期：2 1~2 1 0卜1— 6 02 0 6基金项目：国家 9 3助项目(0 0 B 2 81;国家自然科学基金资助项目(0 00 3 7资 2 1C 3 70 ) 697 3) 作者简介：郭璇(9 1) 18一，女 (族)汉，河北秦皇岛人。讲师，博士研究生，主要研究工作是光子晶体光纤传感。 通信作者：毕￣ (9o ) 16一，女(汉族),河北秦皇岛人。教授，博士生导师，博士，主要研究工作是光纤传感。Emalw b@yueu n— i h i s .。: dc

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