온도에 민감하지 않은 광섬유 이중 캐비티 염도 센서

LI Yitong ,  

YANG Yuqiang ,  

MU Xiaoguang ,  

WANG Ji ,  

GAO Jiale ,  

摘要

광섬유 마이크로 캐비티 염도 센서의 온도 교차 민감도 문제를 해결하기 위해 세라믹 인서트와 지르코니아 슬리브를 결합한 개방형 소금물 캐비티를 설계하였다. 지르코니아의 양의 열팽창 계수를 이용해 소금물의 음의 열광학 계수를 상쇄하여 온도가 염도 측정에 미치는 영향을 보상하였다. 염도 검출 감도를 더욱 향상시키기 위해 개방형 소금물 캐비티와 밀폐된 공기 캐비티를 병렬로 연결하고 두 캐비티의 자유 스펙트럼 범위를 정밀 제어하여 간섭 스펙트럼에 버니어 효과를 발생시켜 버니어 현상을 이용해 염도 감도 증폭을 실현하였다. 실험 결과 소금물 캐비티의 온도 감도는 단지 0.025 nm/℃로, 소금물의 열광학 계수로 인한 온도 감도(-0.35 nm/℃)보다 훨씬 낮았다; 0~3% 염도 범위 내에서 병렬 이중 캐비티의 염도 감도는 0.1808 nm/%에 도달하여 단일 소금물 캐비티의 감도보다 10.5배 향상되었다. 이 센서는 제조가 용이하고 감도가 높으며 성능이 안정적인 장점이 있으며 이론적으로 온도의 완전한 보상이 가능하다.

关键词

파브리-페로 간섭계;광섬유 센서;염도;온도 보상

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