折射率是物質(zhì)的固有屬性，它可以反映物質(zhì)在一定條件下的濃度、純度等重要信息。當外部折射率發(fā)生變化時，光纖中的一些參數(shù)(幅度、波長、強度等)也會相應(yīng)發(fā)生變化。折射率的變化可以通過上述參數(shù)的變化來計算。折射率傳感器廣泛應(yīng)用于化學(xué)分析、環(huán)境污染監(jiān)測、醫(yī)療診斷、食品檢測等領(lǐng)域。
聚合物光纖已應(yīng)用于光纖傳感、物聯(lián)網(wǎng)、照明系統(tǒng)等領(lǐng)域。與SiO2光纖相比，聚合物光纖具有重量輕、柔韌性高、可塑性強等諸多優(yōu)點。近年來，高分子材料發(fā)展迅速，在改善材料特性和制造工藝方面具有巨大潛力。一些研究小組已經(jīng)開始研究和應(yīng)用聚合物光纖。在光纖傳感領(lǐng)域，聚合物光纖具有在某些領(lǐng)域取代SiO2光纖的潛力，具有很高的價值和廣泛應(yīng)用的潛力。
劉鐵根教授課題組提出了一種基于全氟聚合物光纖和單模-多模-單模(SMS)結(jié)構(gòu)的折射率傳感器的制作方法，可實現(xiàn)多模干涉對外界折射率的實時監(jiān)測。首先將全氟聚合物光纖夾在兩根單模光纖之間，產(chǎn)生多模干涉結(jié)構(gòu);其次，對全氟聚合物纖維進行拋光處理，以提高傳感器的靈敏度;最后，對影響傳感器靈敏度的參數(shù)進行了實驗研究。
實驗中，聚合物光纖和SiO2光纖可以通過陶瓷套管輕松準確地連接;側(cè)拋裝置中包含微米級精度的微調(diào)系統(tǒng)，保證了全氟聚合物光纖側(cè)拋過程的精度。此外，全氟聚合物纖維吸水率低，使傳感器在水中長期穩(wěn)定工作，在液體檢測領(lǐng)域有明顯的應(yīng)用。結(jié)果表明，折射率靈敏度為-219.504 dB/RIU。
綜上所述，該折射率傳感器的制作過程簡單易行，實現(xiàn)了高靈敏度的實時折射率測量。該方法將為今后折射率光纖傳感的發(fā)展提供參考。
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