【摘 要】
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光纤温度传感器具有体积小、抗电磁干扰、耐腐蚀、可远程传感等优点,被广泛应用到生物医学检测、化学检测、环境监测以及食品安全检测等领域。可通过在光纤折射率传感器上添
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光纤温度传感器具有体积小、抗电磁干扰、耐腐蚀、可远程传感等优点,被广泛应用到生物医学检测、化学检测、环境监测以及食品安全检测等领域。可通过在光纤折射率传感器上添加温度敏感介质的方式来提高温度的测量灵敏度,这种传感器由于具有制作简单、成本低、性能较稳定等优点,近年来被广泛研究和报道。本文提出运用聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)作为温度敏感介质,将之包裹新型光纤结构——去芯侧边抛磨光纤(coreless side-polished fiber,CSPF)制成温度传感器。利用Rsoft仿真软件的光束传播法(BPM)对传感器进行了模拟仿真,分析了CSPF的平坦区长度、过渡区长度、剩余厚度以及参考波长对温度检测灵敏度的影响。模拟结果说明CSPF的平坦区长度和过渡区长度对温度灵敏度无显著影响。同时,模拟仿真得出CSPF的剩余厚度和参考波长对传感器温度灵敏度有显著影响,进一步的实验也表明CSPF的剩余厚度越小、参考波长越长传感器温度灵敏度越高。最终结果表明,在30~85℃温度范围内,剩余厚度(RT)为43.26μm的PDMS包裹的CSPF的温度灵敏度可达到-0.4409 nm/℃,线性相关度为0.9974。灵敏度相对偏差(RSD)为±0.068%,说明传感器具有极好的重复性;标准偏差(RD)为0.141 nm,说明传感器具有长时间稳定性。由此可以得出结论,PDMS包裹的CSPF的温度传感器具有极好的综合性能。
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