Научно-технический
«ОПТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ»
издается с 1931 года
 
   
Русский вариант сайта Английский вариант сайта
   
       
   
       
Статьи последнего выпуска

Электронные версии
выпусков начиная с 2008


Алфавитный указатель
2000-2010 гг


444
Архив оглавлений
выпусков 2002-2007 гг


Реквизиты и адреса

Вниманию авторов и рецензентов!
- Порядок публикации
- Порядок рецензирования статей
- Типовой договор
- Правила оформления
- Получение авторского вознаграждения
- Редакционная этика


Контакты

Подписка

Карта сайта




Журнал с 01.12.2015 допущен ВАК для публикации основных результатов диссертаций как издание, входящее в международные реферативные базы систем цитирования (Web Science, Scopus) (см. Vak.ed.gov.ru Перечень журналов МБД 16.03.2018г)

Аннотации (01.2021) : ВЫСОКОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ ВОЛОКОННЫЕ ДАТЧИКИ НА ОСНОВЕ ВСТРОЕННЫХ ИНТЕРФЕРОМЕТРОВ МАХА–ЦЕНДЕРА И ФАБРИ–ПЕРО

ВЫСОКОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ ВОЛОКОННЫЕ ДАТЧИКИ НА ОСНОВЕ ВСТРОЕННЫХ ИНТЕРФЕРОМЕТРОВ МАХА–ЦЕНДЕРА И ФАБРИ–ПЕРО

 

© 2021 г. Q. Ma, L. Li, F. Wei, J. Sun, F. Yu,           J. Huang, X. Gu, Y. Ma

Созданы волоконно-оптические датчики показателя преломления жидкости и изменения температуры, основанные на встроенных в волокно интерферометрах Фабри–Перо и Маха–Цендера. Проведены сравнительные исследования их характеристик. Для датчика с резонатором Фабри–Перо получены значения чувствительности к изменениям показателя преломления 50,001 нм/RIU (нанометр на единицу показателя преломления) в диапазоне значений последнего от 1,3351 до 1,3737, к изменениям температуры — 0,016 нм/град. Для датчика с комбинированными резонаторами Фабри–Перо и Маха–Цендера значения этих чувствительностей составили соответственно 587,089 нм/RIU в диапазоне показателей преломления 1,3331–1.3415, –647,755 нм/RIU в диапазоне показателей преломления 1,3415–1,3737, к изменениям температуры — 0,032 нм/град.

Ключевые слова: интерферометр, показатель преломления жидкости, датчик температуры

 

High sensitivity sensors based on open cavity in-fiber Fabry–Perot and Mach–Zehnder interferometers

© 2021    Qian Ma, PhD; Lijun Li, PhD; Fengjuan Wei, postgraduate student; Jianhong Sun, postgraduate student; Fei Yu, postgraduate student; Jiahui Huang, postgraduate student; Xingchen Gu, postgraduate student; Yanhua Ma, postgraduate student

College of Electronic and Information Engineering, Shandong University of Science and Technology, Qingdao, China

E-mail: lijunli@sdust.edu.cn

УДК 091; 535.3

Submitted 14.07.2020

DOI:10.17586/1023-5086-2021-88-01-53-59

Two open cavity in-fiber Fabry–Perot and Mach–Zehnder interferometers are fabricated and their liquid refractive index and temperature sensing characteristics are comparative studied, respectively. In our experiments, for Fabry–Perot interferometric sensor, its dip wavelength versus refractive index and temperature sensitivity is 50.001 nm/RIU (refractive index unit) from 1.3351 to 1.3737 refractive index range and 0.016 nm/deg respectively. For Mach–Zehnder with Fabry–Perot cavity sensor, its dip wavelength versus refractive index and temperature sensitivity is 587.089 nm/RIU at 1.3331–1.3415 refractive index range, –647.755 nm/RIU at 1.3415–1.3737 refractive index range, and 0.032 nm/deg respectively.

Keywords: interferometer, liquid refractive index, temperature sensor.

OCIS codes: 230.2285, 220.4000, 230.3390

 

REFERENCES

1.    Li L.J., Ma Q., Cao M.Y., Zhang G.N., Zhang Y., Jiang L., Gao C.T., Yao J., Gong S.S., Li W.X. High stability Michelson refractometer based on an in-fiber interferometer followed with a Faraday rotator mirror // Sens. Actuator B-Chem. 2016. V. 234. P. 674–679.

2.   Li L.J., Ma Q., Cao M.Y., Zhang G.N., Zhang Y., Jiang L., Gao C.T., Yao J., Gong S., Li W.X. Study of interference wavelength characteristics of fiber Bragg grating modulated all-fiber inline Mach–Zehnder interferometer // Sensors & Materials. 2017. V. 29. № 1. P. 15–21.

3.   Li X.G., Zhao Y., Cai L., Wang Q. Simultaneous measurement of RI and temperature with a FP and Mach–Zehnder composite interferometer // IEEE Photonics Technol. Lett. 2016. V. 28. № 17. P. 1–1.

4.   Zhao L., Zhang Y.D., Chen Y.H., Wang G.F. Composite cavity fiber tip Fabry–Perot interferometer for high temperature sensing // Opt. Fiber Technol. 2019. V. 50. № 2019. P. 31–35.

5.   Duan D.W., Rao Y.G., Xu L.C., ZhuT., Deng M., Wu D., Yao J. In-fiber Fabry–Perot and Mach–Zehnder interferometers based on hollow optical fiber fabricated by arc fusion splicing with small lateral offsets // Opt. Commun. 2011. V. 284. № 22. P. 5311–5314.

6.   Rong Q.Z., Sun H., Qiao X.G., Zhang J., Hu M.L., Fen Z.Y. A miniature fiber-optic temperature sensor based on a Fabry–Perot interferometer // J. Opt. 2012. V. 14. № 4. P. 059501–059501.

7.    Xu L.C., Deng M., Duan D.W., Wen W.P., Han M. High-temperature measurement by using a PCF-based Fabry–Perot interferometer // Optics & Lasers in Engineering. 2012. V. 50. № 10. P. 1391–1396.

8.   Zhang Y.N., Huang J., Lan X.W., Yuan L., Xiao H. Simultaneous measurement of temperature and pressure with cascaded extrinsic Fabry–Perot interferometer and intrinsic Fabry–Perot interferometer sensors // Opt. Eng. 2014. V. 53. № 6. P. 067101.

9.   Jia P.G., Fang G.H., Liang T., Hong Y.P., Tan Q.L., Chen X.Y., Liu W.Y., Xue C.Y., Liu J., Zhang W.D., Xiong J.J. Temperature-compensated fiber-optic Fabry–Perot interferometric gas refractive-index sensor based on hollow silica tube for high-temperature application // Sens. Actuator B-Chem. 2017. V. 244. P. 226–232.

10. Shangguan C.M., Zhang W., Hei W., Luo F., Zhu L.Q. Fabry–Perot cavity cascaded sagnac loops for temperature and strain measurements // Opt. Eng. 2018. V. 57. № 4. P. 1.

11.  Ying Y.B., Zhao C.L., Gong H.P., Shang S.Y., Hou L.Y. Demodulation method of Fabry–Perot sensor by cascading a traditional Mach–Zehnder interferometer //  Hangzhou: Opt. Laser Technol. 2019. № 118. P. 1391–1396.

12.  Wang L.Q., Yang L., Zhang C., Miao C.Y., Zhao J.F., Xu W. High sensitivity and low loss open-cavity Mach–Zehnder interferometer based on multimode interference coupling for refractive index measurement // Opt. Laser Technol. 2019. № 109. P. 193–198.

13.       Zhang H., Gao S.H., Luo Y.H., Chen Z.S., Xiong S.S., Wan L., Huang X.C., Huang B.S., Feng Y.H., He M., Liu W.P., Chen Z., Li Z.H. Ultrasensitive Mach–Zehnder interferometric temperature sensor based on liquid-filled D-shaped fiber cavity // Sensors. 2018. V. 18. № 4. P. 1239.

 

 

Полный текст