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)

SIMULTANEOUS TEMPERATURE AND FORCE MEASUREMENT BASED ON HYBRID-FILLED FIBER

 

© 2021    Min Zhou*, Junqi Guo**, Xinhai Zou**, Renpu Li**, Yu Liu*, Yu Pang*

*   The School of Communication and Information Engineering, Chongqing University of Posts and Telecommunications, Chongqing, 400065, China

** Chongqing Engineering Research Center of Intelligent Sensing Technology and Microsystem, Chongqing University of Post and Telecommunications, Chongqing 400065, China

E-mail: liuyu@cqupt.edu.cn, pangyu@cqupt.edu.cn

Submitted 30.07.2020

DOI:10.17586/1023-5086-2021-88-02-50-57

Two different sensing mechanisms, the resonance coupling effect and the photonic bandgap effect, were realized in the same section of fiber with hybrid-filled technology. Experimental investigations demonstrated that the shifts of the resonant dip and the left edge of bandgap showed different velocities with both the temperature and force, and the insertion loss is lower 10 dB than that of the cascaded fiber. Therefore, the hybrid-filled fiber can be used as a dual-parameter sensor with various advantages of high sensitivities, easy fabrication, compact structure and low loss.

Keywords: microstructured optical fiber, hybrid-filled, dual-parameter sensor, resonance coupling effect, photonic bandgap effect.

OCIS codes: 060.4005, 060.2370, 260.5740, 130.0130, 060.2300

 

 

Одновременное измерение температуры и усилий на основе гибридно-наполненного волокна

© 2021 г. Min Zhou, Junqi Guo, Xinhai Zou, Renpu Li, Yu Liu, Yu Pang

Два различных механизма чувствительности датчиков, эффекты резонансной связи и наличия фотонной запрещённой зоны реализованы  в одном и том же участке волокна с помощью технологии гибридного жидкостного наполнения.  Экспериментально показано, что скорости сдвигов положений резонансного провала и левого края запрещённой зоны, вызванные влиянием изменения температуры и усилий, различны. Потери, вносимые таким чувствительным звеном, последовательно включенным в волокно, составили менее 10 Дб. Таким образом, гибридно-наполненное волокно может быть использовано как двухфакторный датчик, имея при этом преимущества высокой чувствительности, лёгкости изготовления, компактности и малости потерь.

Ключевые слова: микроструктуриванное оптическое волокно, гибридно-наполненное волокно, двухфакторный датчик, резонансная связь, фотонная запрещённая зона.

 

REFERENCES  

1.    Liu Q., Li S.G., Li J., Chen H.L. Ultrashort and high-sensitivity refractive index sensor based on dual-core photonic crystal fiber // Optical Engineering. 2017. V. 56. P. 0371071–0371076.

2.   Das S., Singh V.K. Refractive index sensor based on selectively liquid infiltrated birefringent photonic crystal fiber // Photonics and Nanostructures-Fundamentals and Applications. 2019. V. 201. P. 1634891-15.

3.   Abbasi M., Soroosh M., Namjoo E. Polarization insensitive temperature sensor based on liquid filled photonic crystal fiber // Optik. 2018. V. 168. P. 342–347.

4.   Guo J., Liu Y.G., Wang Z., Han T., Huang W., Luo M. Tunable fiber polarizing filter based on a single-hole-infiltrated polarization maintaining photonic crystal fiber // Optics express. 2014. V. 22. P. 7607–7616.

5.   Wang C., Shum P.P., Hu D.J.J., Xu Z., Zheng Y. Temperature sensor based on selectively liquid infiltrated dual core photonic crystal fiber // 2019 IEEE Photonics Conference. September 29, 2019–October 3, 2019. San Antonio, TX, USA. P. 1–2.

6.   Guo J., Zhou M., Lu Y., Di Ke., Han J., Tang C., Xu X., Liu Y. A temperature-insensitive polarization filter and a neotype sensor based on a hybrid-circular-hole microstructured optical fiber // Optoelectronics Letters. 2018. V. 14. P. 280–285.

7.    Du C., Wang Q., Zhao Y. Electrically Tunable long period gratings temperature sensor based on liquid crystal infiltrated photonic crystal fibers // Sensors & Actuators A Physical. 2018. V. 278. P. 78–84.

8.   Algorri J., Zografopoulos D., Tapetado A., Poudereux D., Sánchez-Pena J. Infiltrated photonic crystal fibers for sensing applications // Sensors. 2018. V. 18. P. 1–32.

9.   Yu W.B., Wang Y., Tian J. Strain characteristics of selectively infiltrated photonic crystal fibers // International Society for Optics and Photonics. 2015. V. 9655. P. 96552A1-96552A5.

10. Liang H., Wang Z., Liu Y., Li H. Coupling characteristics of selective-infiltration-based locally tapered photonic crystal fiber // IEEE Photonics Journal. 2017. V. 9. P. 1–7.

11.  Zhang R., Pu S., Li Y., Zhao Y., Jia Z., Yao J., Li Y. Mach-zehnder interferometer cascaded with fbg for simultaneous measurement of magnetic field and temperature // IEEE Sensors Journal. 2019. V. 19. P. 4079–4083.

12.  Zhong Y., Tong Z., Song D., Zhang W., Qin J., Gao W. Refractive index and temperature sensor based on cleaved taper and spherical structure // Optoelectronics Letters. 2020. V. 16. P. 171–175.

13.  Su G.H., Xu D.G., Shi J., Zhang H.W., Yao J.Q. A dual-parameter sensor for temperature and refractive index based on a sagnac loop composed of an lpfg and polarization maintaining fiber // Journal of Optoelectronics·laser. 2017. V. 28. P. 25–31.

14.  Jiang M., Wang Z.M., Zhao Z.Z., Li K., Yang F. Long-period fiber grating cascaded to thin-core fiber for simultaneous measurement of liquid refractive-index and temperature // Sensor Review. 2017. V. 38. P. 79–83.

15.  Li X.G., Zhou X., Zhao Y., Lv R.Q. Multi-modes interferometer for magnetic field and temperature measurement using photonic crystal fiber filled with magnetic fluid // Optical Fiber Technology. 2018. V. 41. P. 1–6.

16.  Liang H., Zhang W., Geng P., Liu Y., Wang Z., Guo J., Gao S., Yan S. Simultaneous measurement of temperature and force with high sensitivities based on filling different index liquids into photonic crystal fiber // Optics letters. 2013. V. 38. P. 1071–1073.

17.  Yang C., Zhang H., Liang H., Miao Y. Selectively liquid-infiltrated microstructured optical fiber for simultaneous temperature and force measurement // IEEE Photonics Journal. 2014. V. 6. P. 1–8.

18.       Lin C., Liao C., Huang Y., Wang Y. Photonic crystal fiber with selective infiltration for high sensitivity simultaneous temperature and strain measurement // 2017 Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim. Singapore, Singapore. 31 July–4 Aug. 2017. P. 1–3.

 

 

Полный текст