基于覆膜锥形长周期光纤光栅的高灵敏度海水盐度传感器研究

作者：邹芳

来源：河北地质大学学报, 2023, 46(02): 65-70.

DOI：10.13937/j.cnki.hbdzdxxb.2023.02.009

• 盐度传感器
• 锥形长周期光纤光栅
• TiO2纳米薄膜
• 原子层沉积

文章提出了一种基于包覆TiO2纳米薄膜锥形长周期光纤光栅(long-period fiber grating, LPFG)的高灵敏度海水盐度传感器。通过将多种增敏方案，包括调节LPFG的工作点位于转换点附近、倏逝场增强和模式转变效应有效结合，显著提高了传感器在海水盐度典型变化范围(0.5～0.8 M)对应的环境折射率变化(1.339～1.342)区间内的灵敏度。利用四层圆柱形波导模型，采用矢量模分析法计算了传感器的优化参数。利用原子层沉积技术，将TiO2纳米薄膜包覆在锥形光纤上制备的LPFG表面。实验结果表明：LPFG的HE1,12模式的环境折射率灵敏度超过1×104 nm/RIU,盐度灵敏度超过110 nm/M,线性度达到0.998。实验结果与理论计算吻合较好。

• 单位
  河北地质大学