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Humidity sensor based on a graphene oxide-coated few-mode fiber Mach-Zehnder interferometer

材料科学 干涉测量 石墨烯 马赫-曾德尔干涉仪 包层模式 光学 折射率 光纤传感器 光电子学 相对湿度 氧化物 光纤 纤维 包层(金属加工) 保偏光纤 复合材料 纳米技术 物理 热力学 冶金
作者
Xiaofeng Fan,Q. Wang,Min-Bo Zhou,Fan Liu,Hao-Jan Shen,Zhongchao Wei,F. Wang,Chunhua Tan,Hongyun Meng
出处
期刊:Optics Express [The Optical Society]
卷期号:28 (17): 24682-24682 被引量:62
标识
DOI:10.1364/oe.390207
摘要

A relative humidity sensor based on a graphene oxide-coated few-mode fiber Mach-Zehnder interferometer (MZI) is proposed in this paper. The MZI was made by splicing a segment of the few-mode fiber (FMF) between two segments of a no-core fiber (NCF) and two segments of a single mode fiber (SMF) located outside the two NCFs. The core and cladding of the FMF acted as interferometric arms, while the NCFs acted as couplers for splitting and recombining light due to mismatch of mode field diameter. The cladding of the FMF was corroded with hydrofluoric acid, and a layer of graphene oxide (GO) film was coated on the corroded cladding of FMF via the natural deposition method. The refractive index of GO varied upon absorption the water molecules. As a result, the phase difference of the MZI varied and the wavelength of the resonant dip shifted with a change in the ambient relative humidity (RH). High humidity sensitivity of 0.191 and 0.061 nm/%RH in the RH range of 30-55% and 55-95%, respectively, were achieved experimentally. The high sensitivity, compact size, and simple manufacturing of the proposed sensor could offer attractive applications in fields of chemical sensors and biochemical detection.
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