Ultra-Sensitive Fiber Optic Gas Sensor Using Graphene Oxide Coated Long Period Gratings

材料科学 石墨烯 折射率 光纤 光纤传感器 干涉测量 光电子学 栅栏 灵敏度(控制系统) 光学 分析化学(期刊) 纳米技术 物理 化学 电子工程 工程类 色谱法
作者
Mandeep Singh,Sanjeev Kumar Raghuwanshi,Om Prakash
出处
期刊:IEEE Photonics Technology Letters [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:31 (17): 1473-1476 被引量:39
标识
DOI:10.1109/lpt.2019.2932764
摘要

In this letter, we develop two types of refractive index based sensors using single-mode fiber (SMF-28) to sense hazardous toxic gases in underground mines. The first sensor design is simply a graphene-oxide (GO) deposited long period grating (LPG) and second sensor consist of two LPGs with an interspacing distance of 1 cm (Al) acting as Mach-Zehnder interferometer (MZI). In addition, we also confirm GO deposition on the SMF using ultraviolet-visible spectroscopy, atomic force microscopy (AFM), and field emission scanning electron micrograph (FESEM). Our experiment results show that the sensitivity of two-LPGs based fiber optic sensor (S LPG-2 = 76.32 dB/RIU) is higher as compared to the single LPG sensor (S LPG-1 = 54.65 dB/RIU). Hence, reported graphene oxide deposited long period grating sensor possess better sensitivity and can detect maximum 1.52 × 10 -5 index variation in the optical telecommunication band.
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