基于侧边抛磨多模光纤的高灵敏度折射率传感器

提出一种可于生物传感的侧边抛磨多模光纤（SPMMF）折射率传感器。针对1.300~1.430折射率范围传感特性,研究了纤芯直径50.0、62.5和105.0μm的多模光纤（MMF）侧边抛磨不同深度时SPMMF折射率传感器的光谱特性和光功率传输特性。结果表明,在1.300~1.430折射率范围内,光纤纤芯直径和剩余半径（抛磨面到纤芯中心的距离）越小,传感器灵敏度越高;纤芯直径为50.0μm、剩余半径为0μm时,可以获得最高达42.23dB/RIU的灵敏度,最小分辨率为2.37×10-5RIU;纤芯直径为105.0μm、剩余半径30μm时,SPMMF折射率传感器仍有10-5 RIU量级的分辨率。

侧边抛磨多模光纤中光功率传输特性研究

侧边抛磨多模光纤(SPMMF)与侧边抛磨单模光纤(SPSMF)相比,具有工艺上容易实现的优势。为了研制SPMMF传感器,分析SPMMF中光功率传输特性,首先利用有限差分光束传输法(BPM)模拟计算了不同剩余半径SPMMF中的光强、模场分布以及光纤中传输光功率与抛磨区覆盖材料折射率的关系,并进行了实验验证。实验结果与模拟结果相互吻合:当抛磨区覆盖材料折射率小于1.440时,光功率透过率接近在空气中的透过率;当覆盖材料的折射率逐渐增大到1.458时,光功率透过率减小到最小值,且最小值不小于0.001;当覆盖材料的折射率大于1.458时,光功率透过率由最小值逐渐增大,最终维持在一个相对稳定的值;不同剩余半径的SPMMF中的传输光功率透过率不同,剩余半径越小,SPMMF中传输光功率透过率越小。