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《光纤渐逝波耦合湿度传感器研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、光纤渐逝波耦合湿度传感器研究光器件中文核心期刊庞拂飞，徐平，郭海润，汪敏，陈振宜，王廷云(上海大学特种光纤与光接入网省部共建教育部重点实验室；上海大学上海市特种光纤重点实验室，上海200072)摘要：提岀了一种新颖的光纤渐逝波耦合湿度传感器，它是将光纤通信中常规的光纤熔融拉锥渐逝波耦合器与溶胶一凝胶材料相结合，利用溶胶凝胶材料的多孔结构，实现对水分子的吸附，这将改变溶胶一凝胶材料的折射率，从而改变光纤耦合器的分光比，达到湿度传感的目的。关键词：光纤渐逝波；耦合器；湿度传感器中图分类号：TN253文献标识码：A文章编码：1002-5561(2008)03-0026-03Researchonfib
2、erevanescentcoup1ingre1ativehumiditysensorPANGFu-fei,XUPing,GUOHai-run,WANGMin,CHENZhen-yi,WANGTing-yun(KeyLaboratoryofSpecia1FiberOpticsandOptica1AccessNetworks(ShanghaiUniversity),MinistryofEducaonShanghaiKeyLabofSpecia1FiShanghaiUniversy,Shangha0072,China)ract：Anoveloptica1fibe(RH)sensorwascrostr
3、uc1m.Visibi1itycalculatedputopticalpowersofthecensorwastakentoshowthevitytorela—tivehumi1ity.Fromtheexperimentalresu1ts,withincreasingre1ativehumidityrangedfrom25%to95%,thevisibi1itydecreasedinagood1inearmanner.Andthesensitivitywasapproximate0.132/RH%withl.3ImmLDas1ightsource.coupler,re1ativehumidit
4、ysensor1引言光纤渐逝波耦合器是光纤通信系统中应用最为广泛的光纤器件,它可以实现光功率分配、光波分复用、各种光纤干涉仪系统等。近年来，在光纤通信技术迅速发展的同时光纤传感技术也取得了长足的进步，光纤光栅、光纤F—P干涉仪、受激拉曼或布里渊散射传感器等都已成为研究的热点。由于光纤渐逝波耦合器的诸多优点及其在光纤通信系统中的广泛应用，它在光收稿日期：2007-11-22o基金项冃：上海市教委项冃(06AZ032)资助；上海市科委2006年度”登山行动计划”项目研发基地配套专项(06DZ22006)资助；上海研发公共服务平台建设专项『上海市科委2007年度“创新行动计划”项目研发基地能力建设专
5、项』(07DZ22024)资助；上海市重点学科建设项目(T0102)资助。作者简介：庞拂飞(1978—),男，讲师，主要从事特种光纤传感、光波导器件方面的研究工作。纤传感领域也逐渐被重视，包括基于光纤渐逝波耦合器的应力、温度、超声波、溶液浓度等传感器［1,2］均已有实验结果报道。本文提出基于光纤渐逝波耦合器的湿度传感器，湿度是化工、农业生产、食品工程、医药工程等方面非常重要的参数，它对于生产条件的优化控制至关重要。现有的湿度监测技术主要是利用某些电参量随湿度变化的关系实现的，如电容、电阻等［3,4］o这些技术在实际的应用中存在着一定的不足，从而影响其寿命和可靠性。由于光纤传感技术所具有的抗电磁
6、干扰、抗腐蚀、高灵敏度、可远程监测等优点越来越受到广泛关注，人本文将溶胶一们研究了各种形式的光纤湿度传感器［5,6］。凝胶材料和光纤渐逝波耦合器相结合，获得具有湿度敏感特性的光纤湿度传感器，它具有灵敏度高、制备成本低、易于复用、远程监控等优点。2008年第3期#光通信技术“！光器件2光纤渐逝波耦合湿度传感原理光纤渐逝波耦合器是市熔融拉锥技术制备的，它利用氢氧焰对两根贴近的单模光纤加热，使光纤处于熔融状态，并采用程控的平移台向相反方向匀速运动，加热区逐渐变细，这样光纤模式中的渐逝波能量逐步增强，并与相邻的光纤相互作用，从而实现基于渐逝波的光纤耦合器。为了实现对光纤耦合器拉制过程中分光状态的动态监
7、控，将确定波长的光从一个端口输入，并实时监控两输出端口的功率变化,获得所需分光比。上世纪60年代以来，渐逝波耦合器的传输理论得到了深入的研究，基本上可以分为两种方法［7］,—是基于弱耦合假设的耦合模理论；另一是基于复合波导的超模理论。超模理论将相互耦合的两个光波导看成一个整体的复合光波导，复合光波导存在两个最低阶导模,即对称模和反对称模，两个模式具有不同的传播常数，它们在耦合区域中相互干涉，实现光
