一种新型的液晶填充SM-NC-SM结构光纤温度传感器

摘要

基于向列相液晶（NLC）和多模干涉原理,提出了一种新型的全光纤温度传感器。在两段普通单模光纤（SMF）中间熔接一段直径为200μm、长约为10cm的无心光纤（NCF）,之后将其插入充满液晶的毛细管中并用胶棒密封,实现液晶封装的SM-NC-SM结构的制作。其中,液晶可视为NCF的包层,基于NLC的温度-折射率可调性和热光系数大的特性,能通过SM-NC-SM结构传播的光受到温度调制,通过检测特征波长的漂移实现外环境温度测量。实验测得在27~67℃温度范围内的灵敏度高达626.6pm/℃,并得到特征波长漂移与温度良好的线性关系,其线性度为99.23%。利用设计的传感器搭建了实用的光电检测系统,将波长漂移量的检测转换成电压大小的测量,测得相对误差小于4%。本文设计的传感器结构简单、成本低和灵敏度高,为温度传感应用提供了一种新方法。