三种微纳光纤环形腔海水盐度传感器理论研究

摘要

盐度在研究海水水体密度、水质监测、海洋渔业等方面发挥着重要的作用,为发展一种新型的光学传感器来进行海水盐度的测量.从理论上设计3种温度不敏感的微纳光纤环形腔海水盐度传感器并进行了数值计算.利用有限元软件COMSOL计算了微纳光纤中传输的基模有效折射率,结合MATLAB对盐度传感器的特征参量进行数值研究.首先,研究了传感器的温度特性,得到了温度不敏感条件对应下的光纤半径.其次,研究了温度不敏感下传感器的灵敏度和探测极限.结果表明,在选择MgF2为镀膜材料的情况下,通过优化传感器参数,盐度灵敏度可达到0.02nm,盐度探测极限可达到0.18.本文结果可以为微纳光纤环形腔应用于海水盐度测量提供理论依据.