熔融七芯光纤球对称的Mach-Zehnder干涉传感特性

摘要

提出了一种基于七芯光纤和单模光纤熔球对称型Mach-Zehnder干涉传感器.单模光纤端面熔接制作直径180μm光纤球,将2个光纤球中间熔接一段七芯光纤,位于Mach-Zehnder干涉结构中间的七芯光纤长度为9 mm.传感器外界环境温度、曲率的改变都会使传感器的纤芯基模和包层模的光程差发生改变,从而引起传感器干涉谱发生变化,通过监测干涉谱可以实现对外界物理量的测量.通过建立的有限差分光束传播法仿真分析结果可知:光纤球结构增加了七芯光纤的光耦合效率,七芯光纤结构的干涉效应得到了有效改善.实验结果表明:当温度在20 ～ 95℃范围内变化时,传感器的温度灵敏度为58.97 pm/℃,线性度为0.99622;曲率在0～1 m-1变化范围内,传感器的曲率灵敏度为2.55 nm/m-1,线性度为0.99673.设计的传感器结构紧凑、制作工艺简单、可靠性高.