Высокочувствительный оптический датчик солёности на основе разреженной выборки настраиваемого лазера

YANG Yuqiang ,  

CHEN Xianchang ,  

MU Xiaoguang ,  

YU Zhenjie ,  

QIN Jiangbo ,  

HUANG Zhihao ,  

LI Fujiang ,  

摘要

В связи с ограниченной чувствительностью сенсора солёности на основе оптического волокна предложен высокочувствительный оптический солемер на основе интерферометра Фабри-Перо (Fabry-Perot Interferometer, FPI) с разреженной выборкой настраиваемого лазера. Управляя интервалом выборки настраиваемого лазера так, чтобы он приближался к свободному спектральному диапазону (Free Spectral Range, FSR) FPI, создаётся эффект, подобный нониусу, в спектре. При разреженной выборке интерференционный сигнал вызывает регулируемое смещение огибающей в спектре, значительно усиливая возмущение показателя преломления, вызванное небольшими изменениями солёности, что позволяет достигать высокой чувствительности к параметрам солёности. Экспериментальные результаты показывают, что в диапазоне солёности 20‰~35‰ система достигает чувствительности до 1,525 нм/‰, что в 9,24 раза выше, чем у одиночного FPI-сенсора. По сравнению с традиционными методами эффекта нониуса на основе конструкции с двойной камерой интерферометра, этот метод не требует дополнительного вспомогательного FPI и позволяет гибко управлять чувствительностью системы и повышать точность измерений, просто регулируя интервал выборки настраиваемого лазера. Метод прост в реализации, обладает высокой совместимостью и имеет широкие перспективы применения в области морского мониторинга.

关键词

настраиваемый лазер;разреженная выборка;эффект нониуса;Фабри-Перо;оптический солемер

阅读全文