1 东北大学信息科学与工程学院，辽宁 沈阳 110819
2 东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室，辽宁 沈阳 110819
3 东北大学秦皇岛分校河北省微纳精密光学传感与检测技术重点实验室，河北 秦皇岛 066004
提出一种在纤式回音壁模式微球谐振腔，并对其温度和折射率传感特性进行研究。首先，分析了不同尺寸的微球腔与光纤结构耦合时的相位匹配情况，以锥形光纤为探针来拾取并移动钛酸钡微球，将其嵌入空心光纤，形成在纤式谐振腔结构，从而在微球中激发回音壁模式，并与空心光纤端面的反射光相互作用，产生法诺共振。实验结果表明，激发的法诺共振峰曲线的斜率高达-99.3 dB/nm。另外，通过实验证明了此结构对温度和折射率均具有较好的传感特性，灵敏度分别为26.8 pm/℃和-244.97 dB/RIU。该谐振腔性能稳定、结构紧凑、加工简单，在纤式的反射结构使其有望在复杂的传感环境中发挥作用。
光纤光学 光纤传感器 在纤式 回音壁模式 微球腔
上海大学特种光纤与光接入网重点实验室, 特种光纤与先进通信国际合作联合实验室, 上海 200444
回音壁模式微腔间耦合引起的模式分裂会导致器件Q值提高,进而提升器件性能。在纤式光纤耦合微球谐振腔作为一种新型的微腔耦合形式,实现了光纤器件集成度和稳定性的提升。提出并研究了基于光纤耦合双微球谐振腔的光纤传感器件,该器件由单模光纤、石英毛细管和两个钛酸钡微球谐振腔构成。双微球谐振腔的回音壁模式相互耦合,激发了模式分裂,谐振腔Q值从8×10 3提高到2.4×10 4。模式分裂有利于提高对微小变化量的传感能力,在温度传感实验中,器件展现出良好的温度响应稳定性,温度传感灵敏度为11.7 pm/℃,检测极限低至0.03 ℃。
光学学报
2021, 41(13): 1306017
利用辐射测温系统进行温度测量时,所测温度的准确性及分布细节会受多种因素的影响,使得实验测得的温度分布远远低于实际值,为了提高温度测量的准确性,提出了一种估计真实温度分布的新方法.这种方法主要包括:将原有探测器更改为带单模尾纤式探测器、减小光接收面面积、将原有的透镜更改为红外消像差透镜,最后利用图像复原技术中的-Lucy-Richardson算法求出最佳真实温度分布估计.其中前4个步骤有效的提高了测温分布细节,实验测得微小面元温度分布半宽值仅21μm,远远小于之前测得的半宽值;Lucy-Richardson算法则将温度分布中被点扩展函数卷积掉的高温部分复原回来,实验测得微小面元温度分布在复原后温度最高值高出复原前最高值近100℃.实验证明这种方法有效的提高了测温准确性.
辐射测温 温度分布 单模尾纤式探测器 Lucy-Richardson算法 激光微加工
