基于选择填充光子晶体光纤的二维弯曲矢量传感器设计

发布时间：2017-06-15 23:04

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【摘要】：利用模式耦合理论和有限元求解方法,研究了基于选择填充光子晶体光纤(PCF)的耦合器对弯曲的响应。引入等效折射率(RI),将弯曲波导简化为直波导,仿真确定耦合波长并分析器件弯曲传感性能。研究表明,耦合波长的移动与弯曲曲率呈线性关系,并指示弯曲方向;耦合波长由填充液体折射率和空气孔直径决定;弯曲灵敏度取决于填充孔与纤芯距离。利用此规律,设计了基于选择填充PCF的二维弯曲矢量传感器。在PCF截面上选择相互正交的2个空气孔,分别填充不同折射率液体,2条液体波导各自与纤芯形成耦合器,监测2个耦合波长变化即可求解器件的弯曲曲率及在二维空间中的弯曲方向。该传感器具有良好的设计柔性与制备可控性,具有良好的应用前景。
【作者单位】： 浙江大学现代光学仪器国家重点实验室;中国计量学院光学与电子科技学院;航天通信控股集团股份有限公司;
【关键词】： 光纤光学 光纤传感器 二维弯曲矢量 光子晶体光纤 耦合器
【基金】：国家自然科学基金(61377094,61405184) 国家863计划(2014AA022302)
【分类号】：TP212
【正文快照】： 1引言光纤弯曲传感器以高灵敏度、抗电磁干扰、耐腐蚀及低成本等优势,在地质灾害预防、建筑结构安全监测、智能机械臂操控等领域有着良好的应用前景。目前的光纤弯曲传感器主要采用光纤Bragg光栅(FBG)、长周期光纤光栅(LPFG)、光纤干涉仪和光纤波导耦合器等结构类型。FBG是发

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本文编号：453704