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摘要
本文提出并研制了一种基于单模-花生-七芯-花生-单模光纤结构的液位传感器。传感器采用光纤“花生结构”作为耦合器以提高单模光纤和七芯光纤的耦合效率，第一个光纤“花生结构”用以激发光纤包层模，第二个光纤“花生结构”将包层模与纤芯基模进行耦合而产生干涉。由于包层模与纤芯基模在七芯光纤中传输时存在相位差，所以当环境溶液的液位发生改变时，相位差也随之改变，从而导致透射光谱发生改变。本研究对七芯光纤长度分别为24 mm、28 mm、32 mm的传感器进行了液位和温度响应特性的实验研究。实验结果表明，随着液位升高，传感器的透射光谱呈蓝移，三个传感器的水溶液液位灵敏度分别为-0.4069 nm/mm、-0.2739 nm/mm和-0.1653 nm/mm，其液位测量范围分别为24mm、28 mm、32 mm。在35℃-90℃的水温变化范围内，传感器的透射光谱随着温度的增加呈红移，三个传感器的温度灵敏度分别为0.0885 nm/℃、0.0740 nm/℃和0.0879 nm/℃。实验表明该传感器具有灵敏度高、成本低、制作简单等特点，在石油化工等领域具有较好的应用前景。
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