| 一种基于光子晶体光纤的高灵敏度Sagnac型温度传感器建模研究 |
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| 引用本文： | 赵丽娟,吴雨静,徐志钮,刘琪.一种基于光子晶体光纤的高灵敏度Sagnac型温度传感器建模研究[J].光子学报,2023(2):119-131. |
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| 作者姓名： | 赵丽娟 吴雨静 徐志钮 刘琪 |
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| 作者单位： | 1. 华北电力大学电气与电子工程学院;2. 华北电力大学河北省电力物联网技术重点实验室;3. 华北电力大学保定市光纤传感与光通信技术重点实验室 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金（Nos.62171185,62273146）；;河北省自然科学基金（Nos.E2019502177,E2020502010）；;河北省省级科技计划（No.SZX2020034）；;中央高校基本科研业务费专项资金（No.2021MS072）； |
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| 摘 要： | 为提高Sagnac型温度传感器的测温范围和灵敏度，提供了一种具有高双折射高温度灵敏度特性的光子晶体光纤设计方法。通过在光纤空气孔内填充温敏液体材料，使光纤具有良好的温敏特性。在COMSOL中建立该光子晶体光纤的电磁场模型并对光纤特性进行分析计算，利用有限元法分析结构参数对双折射和光纤双折射温度灵敏度的影响，并在所确定结构基础上研究了温敏液体的填充方式和填充液体类型对光纤温敏特性的影响。确定了最优的结构和液体填充方式，最优情况下该光纤的双折射温度灵敏度能够达到2.050 7×10-5/℃，在1 550 nm处可获得5.96×10-2的双折射。将2 mm光子晶体光纤应用于Sagnac型温度传感器中并进行传感性能仿真分析，利用多项式拟合的方法对结果数据进行拟合以分析传感器的温度灵敏度，提高拟合准确性、减小测量误差。结果表明在0～75℃范围内传感器平均灵敏度可达11.28 nm/℃，与现有典型Sagnac型温度传感器相比，本文Sagnac型温度传感器在尽量减小光纤长度的基础上获得了较高的温度灵敏度，并且测温范围更大、准确性更高。因此，该传感器在温度测...
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| 关 键 词： | 光子晶体光纤 Sagnac型温度传感器 双折射 温度灵敏度 乙醇填充 |
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