基于单螺旋扭转结构的取样布拉格光纤光栅及其传感特性

暨南大学李杰教授课题组利用光纤熔接机制备了单螺旋光纤扭转结构,并利用ArF准分子激光器透过相位掩模板对单螺旋扭转结构叠加刻写布拉格光栅,从而制备出了取样布拉格光纤光栅结构。这是一种新的制作方法,对发展取样布拉格光纤光栅器件具有重要的参考价值。相关研究内容发表在《激光与光电子学进展》第9期,且为当期的封面文章。

该课题组制备了一种新型取样布拉格光纤光栅传感器,用于温度和轴向应变的传感。

为了制作该传感器,利用特种光纤熔接机在单模光纤上制造出单螺旋扭转结构,在该单螺旋结构上利用紫外激光侧写和相位掩模板技术刻写布拉格光纤光栅。通过实验研究了这种传感器对温度和光纤轴向应变的响应。实验制作的器件长度约为5.0mm,纤芯扭转周期为554.4µm,基于折射率周期性调制的布拉格光栅周期为535.2nm。透射和反射呈现了良好的梳状取样光谱特性,可通过调节器件长度和折射率获得对光谱深度的优化,通过改变结构扭转率和周期参数实现谐振峰位置的控制(如图2)。光栅光谱随外界温度和轴向应变而发生漂移,其灵敏度分别为10.12pm/℃ 和1.12pm/µε(如图3、4)。


 图2 透射/反射光谱                                 图3 温度响应图         


 图4 应变响应图

该传感器具有制作方式灵活、结构稳定、成本低等优点,在光纤激光器、传感器、光纤通讯领域表现出潜在的应用优势。更详细内容点击查看:http://www.opticsjournal.net/Articles/abstract?aid=OJ1809070002864A7C0F