Simplified highly-sensitive gas pressure sensor based on harmonic Vernier effect

材料科学 制作 熔接 灵敏度(控制系统) 线性 游标尺 光学 光电子学 光纤 纤维 复合材料 电子工程 工程类 病理 物理 医学 替代医学
作者
Xuemei Yang,Shun Wu,Haihao Cheng,Jianwen Ma,Shun Wang,Shuhui Liu,Peixiang Lu
出处
期刊:Optics and Laser Technology [Elsevier BV]
卷期号:140: 107007-107007 被引量:59
标识
DOI:10.1016/j.optlastec.2021.107007
摘要

We propose and demonstrate a simple highly-sensitive gas pressure sensor based on harmonic Vernier effect. By fusion splicing two hollow silica capillaries, a cascaded Fabry-Perot (FP) cavity is formed. Without special photonics crystal fibers or laser machining involved, the fabrication process is greatly simplified. The interplay between the two interferometers consisting the FP cavity leads to optical Vernier effect. By properly adjusting the length of the silica capillaries harmonic of optical Vernier effect is observed and can be served as a sensitive probe for diagnosing gas pressure. Our results showed a sensitivity of 80.8 pm/kPa from 1 to 101 kPa with good linearity of 99.7%, and a low temperature cross sensitivity of 2.22 kPa/°C, a factor of three lower than that of the microstructure fiber-based gas pressure sensors. Combining both ease of fabrication and high sensitivity, this sensor can be a good candidate for mass production in fields of gas sensing and environmental safety monitoring.
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