温度不敏感的错位熔接-粗锥型光子晶体光纤曲率传感器

提出了一种可以用于曲率矢量测量的温度不敏感的错位熔接-粗锥型光子晶体光纤(PCF)曲率传感器,它由两段普通单模光纤(SMF)之间熔接一段PCF组成,呈SMF-PCF-SMF结构。其中PCF的一端与SMF错位熔接导致传感器圆柱轴不对称,使得传输光谱在两个对称弯曲方向上出现明显的红移和蓝移现象;另一端与SMF通过过度熔接形成粗锥,最终形成马赫-曾德尔干涉仪。实验研究了传感器的曲率和温度特性,结果表明,在0.12~1.06m-1的曲率范围内,凹向弯曲时的光谱发生红移,其灵敏度为11.22nm/m-1,凸向弯曲时的光谱发生蓝移,其灵敏度为-13.62nm/m-1,且凹向弯曲时和凸向弯曲时均具有较好的线性度;在20~80℃的温度范围内,此传感器的温度灵敏度仅为1.63pm/℃,具有对温度不敏感的特性。该传感器与传统光纤传感器相比,能够避免温度与曲率同时测量时的交叉敏感问题,具有易于制备、结构简单、灵敏度高等优势,可用于工业生产、建筑监测、航天航空等领域。