基于长周期光纤光栅的温度传感特性原理,分析了长周期光纤光栅在拓扑绝缘体液体环境中的温度传感特性,并和空气中进行对比.实验结果表明,长周期光纤光栅在拓扑绝缘体中的温度特性和空气中的一致,随着温度升高谐振波长向长波长方向漂移.并在理论上模拟了光纤的有效折射率和波长的关系.长周期光纤光栅(Long-period fiber grating,LPFG)具有无后向反射、全兼容于光纤、体积小、耐腐蚀、抗电磁干扰和可埋入智能材料等优点,以及比较敏感的温度、弯曲、应变和液体浓度/折射率等传感特性,因而在传感领域得到广泛应用.拓扑绝缘体硒化铋(Bi2Se3)是目前引起广泛关注和研究热潮的一种材料,由于其大的比表面积和宽广的表面形态,在太阳能、光电子及热电制冷器件中都具有潜在的应用价值,在过去已有报道中揭示了硒化铋这一材料的薄膜具有优异的光响应特性.本文用毛细玻璃管封装拓扑绝缘体Bi2Se3溶液到长周期光纤光栅,测量其温度响应特性,并在实验的基础上进行了仿真的研究.本实验采用的是用毛细管封装拓扑绝缘体Bi2Se3溶液到长周期光纤光栅,实验装置如图1所示.进行LPFG温度响应特性实验时,让温度从35摄氏度加热到75摄氏度,在接下来的时间内不连续的记录多次谐振波长.由图2可知,随着温度从35摄氏度增加到75摄氏度的范围内,透射谱型向着长波方向漂移,而且在40度的温差范围内,透射谱向右漂移了2nm,是普通布拉格光纤光栅温度敏感度的5倍左右.理论模拟部分,用折射率代替了不同温度下外界Bi2Se3溶液对LPFG的影响.从1.38到1.42,间隔0.05.模拟结果与实验相符.本文设计了用毛细管封装拓扑绝缘体Bi2Se3溶液到LPFG的实验,测量其温度响应特性与空气中进行对比,结果表明,LPFG具有很好的温度传感特性,且拓扑绝缘体具有良好的光学效应.希望这个研究对LPFG在这方面的应用提供帮助.