氧化石墨烯修饰的色散拐点长周期光纤光栅的折射率传感特性

研究了氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)修饰的色散拐点长周期光纤光栅(Dispersion-Turning-Point Long Period Fiber Grating,DTP-LPFG)传感器,分析了其光谱特性及对外部折射率的灵敏度特性。利用准连续KrF激光器在载氢单模石英光纤上制作周期约为136μm的DTP-LPFG,采用氢键结合的方式将GO涂覆于光栅表面,构成基于GO修饰的DTPLPFG传感器。实验结果表明:随着GO在DTP-LPFG表面的沉积,其双谐振峰的左峰发生蓝移,右峰发生红移,双峰间距增大;在1.33~1.38折射率范围内,该传感器在涂覆GO后,谐振双峰间距变化量的折射率灵敏度约为831.89nm/RIU,较未修饰GO的DTP-LPFG提高了1.05倍。

基于色散拐点微纳光纤耦合器的通孔悬臂梁振动传感器

研究了一种基于色散拐点(DTP)微纳光纤耦合器(OMC)的通孔悬臂梁高灵敏度振动传感器。首先,从理论上分析OMC的轴向应变特性和振动特性,及其在轴向应变作用下的光谱特性。然后,采用熔融拉锥法制备多种不同直径的OMC并进行轴向应变实验。实验结果表明:当OMC的直径为1.6μm时,其DTP位于1500 nm附近,轴向灵敏度高达-35 pm/με,约为普通OMC的3.5倍。最后,将具有高轴向应变灵敏度的OMC固定在通孔悬臂梁上,制作成一种高灵敏度振动传感器,用于检测振动信号。结果表明:传感器检测的频率范围为30~2800 Hz,在一阶谐振频率(52 Hz)处响应最强;在一阶谐振频率之前的平坦区(约40 Hz)中,传感器在微弱振动(0~0.6g)下的加速度灵敏度高达85 mV/(m·s^(-2)),并具有良好的线性度。