基于微纳光纤的布里渊传感实验研究

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布里渊散射是光纤中重要的非线性效应之一,是光纤中入射光波和声波之间相互作用引起的一种非弹性散射现象。光纤中的布里渊频移与温度和应变呈线性关系,因此,光纤中的布里渊散射效应在分布式传感中有着重要应用。利用光纤中的布里渊散射效应,可实现对大型建筑结构、海底光缆、海底隧道等实现健康检测。在微纳光纤中,由于光纤结构的改变,使得光纤中产生了混合声波模式,从而改变了光纤中的布里渊频谱特性,因此,研究微纳光纤中的布里渊散射效应,对拓展布里渊传感应用领域有着重要意义。本文首先对微纳光纤中布里渊散射产生原理进行了研究。然后在实验中利用熔融拉锥的方法制作出不同的微纳光纤,观察它们的频谱特性。最后,我们利用微纳光纤中的布里渊散射效应对温度、应变和气压进行传感实验,并与普通单模光纤中布里渊传感实验结果相比较。从实验结果我们发现,微纳光纤中由于混合声波模式的出现,使得微纳光纤中布里渊散射变成一种多峰布里渊散射结构。实验中我们在8到11GHz共得到5个散射峰。在对温度、应变和气压的传感实验中,微纳光纤中的布里渊散射峰对温度、应变和气压的响应相比与单模光纤布里渊散射有了很大的提高。同时,由于微纳光纤中布里渊散射为多峰结构,且各个峰对温度、应变和气压的响应是不一致的。因此利用微纳光纤中的布里渊散射效应,解决实际应用中所遇见的交叉敏感问题。
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