基于阵列波导光栅的光纤法布里-珀罗干涉仪型多点氢气传感器

作者：李嘉丽; 洪婉玲; 赵春柳^*; 徐睿; 徐贲; 沈常宇; 王东宁

来源：光学学报, 2021, 41(13): 110-117.

• 传感器
• 法布里-珀罗干涉仪
• 阵列波导光栅
• 氢气浓度
• 多点测量

氢气作为一种清洁能源,在工业领域中得到了广泛的应用。然而,由于它分子质量轻,容易发生泄露,当其在空气中的体积比达到4%时就会存在爆炸的危险,因此对氢气浓度的检测在实际应用中非常重要。针对上述情况,提出一种基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)填充的法布里-珀罗干涉仪(FPI)型氢气传感器,通过引入阵列波导光栅(AWG),可以实现对多点氢气浓度的同时测量。所提出的传感器由单模光纤与空芯光纤(HCF)熔接,在HCF内部填充PDMS,并在PDMS外表面涂覆Pt/WO3的方式制成。当Pt/WO3与氢气发生化学反应时,放出的热量使得氢气传感器的局部温度升高,PDMS受热膨胀导致FPI内部的空气腔长缩短,这将导致干涉光谱的波长漂移,通过将传感器与AWG相连,可以将波长漂移解调为光强变化,进而实现多点氢气浓度的同时测量。

• 单位
  中国计量大学; 光学与电子科技学院