基于光传输矩阵方法分析非本征型光纤法珀传感器的性能

【作者】 赵天； 龚元； 饶云江； 刘川； 吴宇；

【机构】 电子科技大学 光纤传感与通信教育部重点实验室；

【摘要】 基于光传输矩阵方法,作者提出了一种描述非本征型光纤法珀传感器中光束传播的理论模型,从而探讨法珀腔的几何参数对光纤法珀传感器性能的影响规律,而非传统地仅仅在光纤法珀传感器的制作工艺与应用上进行研究。在此,作者主要讨论了基于化学腐蚀渐变多模折射率光纤方法制作而成的光纤法珀传感器。首先,作者采用此矩阵描述了基于渐变多模折射率光纤法珀传感器的光束传播并建立了理论模型,理论分析指出了法珀腔的曲率半径和腔长会影响光纤法珀传感器的性能。然后,基于此理论模型,作者进行了大量的模拟仿真。由模拟结果(如图1和图2所示)可以得出了以下结论:腔长为40μm、曲率半径在85-1 15μm范围内时就可以获得很高的反射光强条纹对比度。由于数值模拟中的曲率半径和腔长可分别对应于实验中的待腐蚀光纤类型和化学腐蚀时间。这样,在以后的实验中作者可以通过选择合适的待腐蚀光纤、调配适当的腐蚀液浓度、控制合理的腐蚀时间、优化熔接参数等方法来提高非本征型光纤法珀传感器的性能。综上所述,光传输矩阵方法对研究和设计高性能法珀传感器有着重要的理论意义。更多还原