Cascaded vernier effect optic fiber temperature sensor with DSHF-Based MZI and FPI

干涉测量 重复性 材料科学 光纤传感器 灵敏度(控制系统) 光纤 光学 马赫-曾德尔干涉仪 电子工程 物理 工程类 化学 色谱法
作者
Yu-long Yuan,Rui-jie Tong,Bin Xing,Shu-chang Wu,Hao-nan Zheng,Yong Zhao
出处
期刊:Measurement [Elsevier BV]
卷期号:231: 114625-114625 被引量:6
标识
DOI:10.1016/j.measurement.2024.114625
摘要

This paper introduces a optical fiber temperature sensor based on vernier effect. The sensor's design consists of two integrated interferometric structures: the Mach-Zehnder interferometer (MZI) and the Fabry-Perot interferometer (FPI). Both interferometric structures exhibit symmetry, but they employ different types of optical fibers. Specifically, the MZI employs dual side hole fiber (DSHF), while the FPI is constructed using hollow-core optical fibers.Given the MZI's superior sensitivity to temperature changes compared to the FPI, it is chosen as the sensing arm. The paper conducts theoretical research and experimental validation of the optical fiber sensor's sensing principles. The findings reveal a sensor sensitivity of −305.42 pm/°C when measuring temperatures within the 32–50 °C range. Stability testing, repeatability testing, and response time testing are carried out using a constant temperature chamber and a water bath, affirming the sensor's excellent repeatability and stability, along with a response time faster than that of conventional thermometers.
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