基于表面温敏薄膜的锥形双包层光纤温度传感器

提出了一种基于温敏薄膜的锥形双包层光纤(TDCF)温度传感器, 其由两段普通单模光纤(SMF)之间熔接一段TDCF组成, 呈SMF-TDCF-SMF结构。由于输入端SMF纤芯模的模场与TDCF纤芯模的模场极度不匹配, 因此由SMF传输过来的光除一部分耦合进TDCF的纤芯中外, 其余部分耦合进TDCF的包层中以包层模的形式向前传输。当这两束光到达输出端SMF时发生干涉, 形成马赫-曾德尔干涉仪。在锥区涂覆一层温度敏感薄膜, 使得TDCF纤芯模和包层模之间的光程差会随着外界温度的变化而改变, 从而引起传感器干涉谱的变化, 因此可以通过检测传感光谱的变化实现对温度的测量。实验研究了传感器的温度特性, 结果表明：随着拉锥长度的增加, 干涉光谱的自由光谱范围逐渐减小。当拉锥长度为16 mm, 温度在32～65.3 ℃范围内时, 随着温度的增加, 传感器的传输光谱出现蓝移现象, 温度灵敏度最高可达-1296.78 pm/℃, 且具有很好的线性度。该传感器制作简单、灵敏度高, 在科学研究和工农业生产的温度测量场合具有较好的应用前景。