光纤表面等离子体共振(SPR)传感器通常以纤芯为共振基底, 需要采用腐蚀、侧抛、研磨等复杂的加工工艺将光纤包层去除, 存在倏逝波不易泄露, 传感探针制作困难的问题。本文提出一种以光纤包层为SPR共振基底的阶跃折射率多模光纤包层SPR传感器。采用单模光纤与阶跃折射率多模光纤偏芯熔接结构, 将单模光纤纤芯中的光直接注入多模光纤包层, 并在阶跃折射率多模光纤包层外镀50 nm金膜。在探针传感段, 光场能量全部分布在阶跃折射率多模光纤包层中, 发生SPR效应充分。与传统光纤包层SPR传感结构相比, 该传感器能够获得更深的共振谷, 折射率测量范围为1.333~1.385 RIU时, 传感器的平均灵敏度可达2 307 nm/RIU, 本文亦对传感段多模光纤纤芯直径与长度不同参数的影响进行了探究。本文提出的阶跃折射率多模光纤包层SPR传感器制作简单, 有效解决了光纤包层与空气界面不易获得倏逝波的问题。

基于偏芯熔接技术构建了一种新型马赫-曾德尔干涉(MZI) 原理的应力与折射率光纤传感器。该传感器是由一段单模光纤的两端实施偏芯熔接而成。利用光纤包层模、纤芯模对应力和折射率的敏感特性,实现对外界折射率和应力的测量。研究结果表明,施加轴向应力范围为0~500 με时,传感器的近红外透射光谱的波长出现蓝移,在1585 nm附近干涉谷处的应力灵敏度约为-7.00 pm/με;外界折射率在1.331~1.398 RIU(RIU为单位折射率)范围时,传感器的近红外透射光谱的波长出现蓝移,在1570 nm附近干涉谷处的折射率灵敏度约为-55.223 nm/RIU;且均具有良好的线性拟合效果。该传感器也可应用于温度等其他参数测量,具有非常广阔的应用前景。

提出了一种基于偏芯熔接结构的光纤振动传感器，该传感器具有较好的梳状滤波特性和较高的消光比。通过对该结构的传感器的弯曲响应特性进行分析，实验结果表明该传感器对弯曲变化表现出了近似线性响应的特性。在此基础上进一步研究了传感器的振动响应特性，对传感器工作在线性响应区域和非线性响应区域的振动响应特性进行了分析和对比。实验结果表明，该传感器在线性工作区域表现出了极好的振动响应特性，其振动响应谱线与马赫曾德尔型光纤干涉仪相类似。此外，该传感器在无振动情况下的噪声极低，具有较好的实际应用价值。