在纤式回音壁模式微球谐振腔及其传感特性

提出一种在纤式回音壁模式微球谐振腔,并对其温度和折射率传感特性进行研究。首先,分析了不同尺寸的微球腔与光纤结构耦合时的相位匹配情况,以锥形光纤为探针来拾取并移动钛酸钡微球,将其嵌入空心光纤,形成在纤式谐振腔结构,从而在微球中激发回音壁模式,并与空心光纤端面的反射光相互作用,产生法诺共振。实验结果表明,激发的法诺共振峰曲线的斜率高达-99.3 dB/nm。另外,通过实验证明了此结构对温度和折射率均具有较好的传感特性,灵敏度分别为26.8 pm/℃和-244.97 dB/RIU。该谐振腔性能稳定、结构紧凑、加工简单,在纤式的反射结构使其有望在复杂的传感环境中发挥作用。

光纤耦合双微球谐振腔及其模式分裂特性

回音壁模式微腔间耦合引起的模式分裂会导致器件Q值提高,进而提升器件性能。在纤式光纤耦合微球谐振腔作为一种新型的微腔耦合形式,实现了光纤器件集成度和稳定性的提升。提出并研究了基于光纤耦合双微球谐振腔的光纤传感器件,该器件由单模光纤、石英毛细管和两个钛酸钡微球谐振腔构成。双微球谐振腔的回音壁模式相互耦合,激发了模式分裂,谐振腔Q值从8×10^(3)提高到2.4×10^(4)。模式分裂有利于提高对微小变化量的传感能力,在温度传感实验中,器件展现出良好的温度响应稳定性,温度传感灵敏度为11.7 pm/℃,检测极限低至0.03℃。