单端面长周期光栅透射模式测量技术
发布时间:2018-03-29 14:07
本文选题:光纤 切入点:长周期光栅 出处:《发光学报》2017年08期
【摘要】:为了实现长周期光栅透射谱测量模式的远距离监测,设计了单端面镀反射膜的测量装置系统,对单端面镀银膜长周期光栅的传感原理做了分析,并从实验的角度分别对单端面镀银膜模式系统和直接透射模式系统的长周期光栅在不同折射率的环境介质中的响应进行了研究,比较了它们的异同。首先,采用2×2单模光纤耦合器分别连接光谱分析仪、光源、长周期光栅。然后,在包含长周期光栅的光纤的另一个端面制备反射银膜。最后,通过测量一系列不同折射率的环境介质,比较了直接透射模式与单端面镀银膜模式下的长周期光栅的响应光谱。实验结果表明:采用波长解调表达时,对于同一种环境介质,两种模式下长周期光栅的响应光谱的谐振波长基本相同;采用功率/峰值解调表达时,随着甘油浓度从水变为80%的甘油溶液,直接透射模式下的光损耗从-6.05 d B变为-9.22 d B,单端面镀银膜模式下的光损耗从-8.03 d B变为-11.33d B。与直接透射模式相比,单端面镀银膜的长周期光栅光谱中的相对光损耗明显增加,谐振峰更尖锐,更有利于谐振波长和谐振峰光损耗值的识别。本研究设计的单端面镀银膜的长周期光栅测量系统不仅保留了长周期光栅透射谱的感应模式,而且使长周期光栅在对环境介质的测量中操作更加灵活方便,尤其是在远距离、恶劣环境或深层液体的折射率测量中具有独特的优势。
[Abstract]:In order to realize the long-distance monitoring of transmission spectrum measurement mode of long period grating, a measuring device system of single end silver coated long period grating is designed. The sensing principle of single end silver plated long period grating is analyzed. At the same time, the responses of the long period gratings of single end silver plated film mode system and direct transmission mode system in environmental media with different refractive index are studied from the point of view of experiment, and their similarities and differences are compared. A 2 脳 2 single mode fiber coupler is used to connect the spectrum analyzer, light source and long period grating respectively. Then, the reflective silver film is prepared on the other end of the fiber containing the long period grating. Finally, a series of environmental media with different refractive index are measured. The response spectra of the long period grating in direct transmission mode and silver plated single end mode are compared. The experimental results show that the wavelength demodulation is used for the same medium. The resonant wavelength of the response spectrum of the long period grating is basically the same in both modes. When the power / peak demodulation is used, the glycerol concentration changes from water to 80% glycerol solution. In direct transmission mode, the optical loss changes from -6.05 dB to -9.22 dB, and from -8.03 dB to -11.33 dB in single-end silver coating mode. Compared with direct transmission mode, the relative optical loss in long-period grating spectrum of single-ended silver plated film increases obviously. The resonant peak is sharper and more favorable to identify the resonant wavelength and the light loss of the resonant peak. The long period grating measurement system with silver plated single end surface not only preserves the inductive mode of the transmission spectrum of the long period grating. Moreover, it makes the long period grating more flexible and convenient in the measurement of environmental media, especially in the measurement of refractive index of long period grating in long distance, bad environment or deep liquid.
【作者单位】: 山东省科学院生物研究所山东省生物传感器重点实验室;中国科学技术大学工程科学学院精密机械与仪器系;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所发光学及应用国家重点实验室;中国科学院苏州生物医学工程技术研究所中科院生物医学检验技术重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金(61340032,61535010) 江苏省自然科学基金(BE2015601) 山东省自然科学基金(ZR2012CM029) 山东省重点研发计划(2015GSF117024,2015GSF121047) 山东省自主创新及成果转化专项(2014ZZCX02602) 中国科学院重点部署项目(KFZD-SW-204) 苏州市科技计划(SS201539,ZXY201434) 863国家高技术研究发展计划(2015AA021005)资助项目~~
【分类号】:TN25
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本文编号:1681470
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