증강 포인터 효과 기반 광섬유 온도 센서

GAO Jiale ,  

YANG Yuqiang ,  

MU Xiaoguang ,  

ZHANG Yuying ,  

LI Yuting ,  

LI Yitong ,  

摘要

증강된 포인터 효과에 기반한 고감도 광섬유 온도 센서가 제안되었다. 이 센서는 온도에 민감한 파브리-페로 간섭계(Fabry-Perot Interferometer, FPI)와 사그낙 간섭계(Sagnac Interferometer, SI)가 연계된 구조로 이루어져 있다. FPI는 폴리디메틸실록산(PDMS)으로 채워진 속이 빈 광섬유(HCF)로 형성된 PDMS 공동이며, SI는 단일모드 광섬유 루프 내에 판다 광섬유가 용접된 구조로 되어 있다. FPI와 SI는 온도 반응이 반대이며, 온도가 상승함에 따라 FPI의 간섭 스펙트럼은 점차 적색으로 이동하고 SI의 간섭 스펙트럼은 청색으로 이동하여 증강된 포인터 효과가 나타난다. 이 효과는 단일 FPI 또는 SI보다 훨씬 높은 온도 감도를 가지며, 일반 포인터 효과보다 증폭 배율이 현저히 높다. 실험 결과 36~39 ℃ 온도 범위 내에서 본 센서의 온도 감도는 -57.85 nm/℃에 달하며, 이는 단일 FPI 및 SI 감도의 각각 44.8배 및 30.8배, 일반 포인터 효과 증폭 배율의 각각 2.56배 및 1.66배에 해당한다. 본 센서는 고감도, 안정성 우수, 제조 비용 저렴 등의 장점을 가지며 매우 우수한 응용 전망을 제시한다.

关键词

광섬유 센서; 파브리-페로 간섭계; 사그낙 간섭계; 증강 포인터 효과; 폴리디메틸실록산

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