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倏逝波光纤布拉格光栅归一化反射率特性研究

Study on Properties of the Normalized Reflectivity of Fiber Bragg Grating Based on Evanescent Wave

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摘要

基于光波导理论与光纤布拉格光栅(FBG)的模式耦合理论,对倏逝波FBG传感器的能量衰减特性进行了分析研究。最后得到了FBG的归一化反射率的表达式,它是外部介质折射率(SRI)和FBG纤芯直径的函数。理论仿真显示FBG归一化反射率会随着SRI增大和FBG腐蚀程度的加深而减小,呈非线性关系。实验结果也证明增大SRI(小于包层介质折射率) 或者增大FBG的腐蚀程度都会使光纤纤芯中的传输能量减小,增强倏逝波与外部媒介的相互作用,从而增加传感器的灵敏度。

Abstract

Based on the optical waveguide theory and the mode coupling theory of fiber Bragg Grating (FBG), the power attenuation properties of the FBG based on evanescent wave were analyzed. The normalized reflectivity of the FBG, which was the function of the surrounding refractive index (SRI) and the diameter of the FBG, was derived. The theoretical results show that the normalized reflectivity becomes smaller as the increase of the SRI and the depth the FBG. It is also proved that both the increase of the SRI and the etched depth can reduce the intensity of light propagating in the fiber and enhance the interaction between the evanescent wave and the surrounding medium, leading the sensitivity of the sensor to increase.

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补充资料

中图分类号:TN65

所属栏目:光电器件

基金项目:国家自然科学基金项目(50876120);重庆市自然科学基金项目(2010BB2298).

收稿日期:2011-07-18

修改稿日期:--

网络出版日期:--

作者单位    点击查看

赵明富:重庆理工大学 电子信息与自动化学院,重庆 400054
曹雪梅:重庆理工大学 电子信息与自动化学院,重庆 400054
罗彬彬:重庆理工大学 电子信息与自动化学院,重庆 400054
刘杰徽:重庆理工大学 电子信息与自动化学院,重庆 400054
胡建敢:重庆理工大学 电子信息与自动化学院,重庆 400054
韩汐:重庆理工大学 电子信息与自动化学院,重庆 400054

联系人作者:赵明富(zmf@cqut.edu.cn)

备注:赵明富(1964-),男,重庆市人,教授,工学博士,研究方向为生化信息获取技术与智能传感系统,先后承担国家自然基金项目1项,省部级科研项目30余项,获重庆市技术发明三等奖1项、中国机械工业技术发明三等奖1项、重庆市科技进步三等奖1项,获国家专利18项,在国际权威学术刊物等处发表论文90余篇。

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引用该论文

ZHAO Mingfu,CAO Xuemei,LUO Binbin,LIU Jiehui,HU Jiangan,HAN Xi. Study on Properties of the Normalized Reflectivity of Fiber Bragg Grating Based on Evanescent Wave[J]. Semiconductor Optoelectronics, 2011, 32(6): 773-776

赵明富,曹雪梅,罗彬彬,刘杰徽,胡建敢,韩汐. 倏逝波光纤布拉格光栅归一化反射率特性研究[J]. 半导体光电, 2011, 32(6): 773-776

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