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側(cè)邊拋磨光纖/D形光纖介紹

來源:筱曉(上海)光子技術(shù)有限公司   2021年12月08日 11:02  

光纖傳感器有著靈敏度高,抗電磁干擾,抗氧化腐蝕能力強,易集成化等優(yōu)點。筱曉光子在前沿光學領(lǐng)域耕耘多年,擁有眾多光學產(chǎn)品,服務(wù)眾多科研機構(gòu)。今天筱曉光子給大家介紹用于泄漏型倏逝場傳感領(lǐng)域的D型光纖。




  側(cè)邊拋磨光纖/D形光纖  



一、倏逝波



光在兩種不同介質(zhì)中傳輸時,因為不同介質(zhì)的折射率不同,會存在折射現(xiàn)象,如果是從折射率大的介質(zhì)入射到折射率小的介質(zhì)時,會出現(xiàn)全反射現(xiàn)象,這時,在兩種介質(zhì)的交界面處,光其實并非像幾何光學作圖一樣直接在兩種介質(zhì)的界面*反射回原來的介質(zhì)中,而是發(fā)現(xiàn)一部分光滲透到折射率小的介質(zhì)中,并不同于普通的傳輸光的形式,而是一種隨深度的增加,光能量迅速呈指數(shù)衰減,隨水平方向改變,光相位發(fā)生變化的電磁波,稱為倏逝波。




平面波導中全反射時倏逝波的產(chǎn)生






二、光纖中的倏逝波場




光在光纖中傳播時, 會在芯層和包層的界面上形成倏逝場。光纖中由于包層為非吸收介質(zhì), 不會引起光纖中傳輸能量的減少。當把光纖拉錐或研磨成D形后,倏逝場會與被測物質(zhì)發(fā)生作用而引起能量的吸收,反映為光纖輸出光強的減少。通過檢測光纖輸出光強的大小就可以反推出被測物質(zhì)溶液濃度的大小,這就是傳感器的作用機理。




光纖倏逝場場強的大小可以表示為:

微信圖片_20210805091826.jpg



式中:Eo是倏逝場在界面處的能量強度;z是場點距界面的距離;dp是倏逝場的穿透深度,定義為當能量場的強度下降到Eo/e時,場點到界面的距離,公式表達如下


微信圖片_20210805091856.jpg



式中:λ是光在真空中傳播時的波長;n1為光纖纖芯折射率;n2為包層折射率;θ為光線的入射角。






光纖中全反射時纖芯中的駐波場與包層中的倏逝波場



光纖倏逝場傳感器預留了很薄的一部分包層,厚度dz要求小于倏逝場的穿透深度,倏逝場能量可以穿過這部分殘留的光纖包層與被測物質(zhì)接觸引起能量的吸收,進而實現(xiàn)傳感器的探測。分析證明傳感器的靈敏度與dz的大小密切相關(guān),dz越小靈敏度越高。筱曉光子推出的D型光纖預留包層dz可達到5μm。





三、D型光纖倏逝場傳感器



D型光纖和錐形光纖是產(chǎn)生泄漏型倏逝場的主要結(jié)構(gòu)類型,傳感區(qū)域的包層都足夠薄,以至于倏逝波會透射出來,此時,不管是直接用不同濃度的溶液,還是通過生物反應(yīng),改變傳感區(qū)域周圍的折射率,都會引起傳輸光功率的變化。D形光纖是由光纖側(cè)面拋磨掉接近一半的包層制作而成,其直徑還很大;而錐形光纖是通過光纖熔融拉錐而成,錐區(qū)足夠細,故D型光纖較錐形光纖更為堅固。









D型光纖截面圖


近年來,基于D型的光纖傳感器結(jié)構(gòu)已在不同的配置中使用去檢測單個或多個環(huán)境參數(shù),包括RI、應(yīng)變溫度和磁場。D型光纖具有側(cè)面拋光光纖包層,從而提高了包層模態(tài)的易損性、機械性能好,靈敏度高。此外,D型光纖對折射率測量的靈敏度受檢測區(qū)域長度和拋光表面的深度的影響。






四、筱曉光子提供的D型光纖產(chǎn)品資料



依賴我司全光纖加工技術(shù),筱曉光子目前能夠提供D形側(cè)邊拋磨光纖的加工定制服務(wù)5年*的邊拋工藝技術(shù),使我們能夠為客戶精確地提供大批量的定制服務(wù),客戶只需要提供拋磨的光纖類型,拋磨長度,拋磨深度。


技術(shù)優(yōu)勢:

我們利用他們的內(nèi)部技術(shù)研磨和拋光部分光纖;


一個良好的表面光潔度;


達到客戶確定的深度;


側(cè)拋光去除纖維的一部分,容易進入光纖的漸逝場。



產(chǎn)品特點:

高光學表面質(zhì)量;


空氣中低插入損耗;


支持多種適應(yīng)光纖定制;


不同的邊拋深度。



邊拋光纖的應(yīng)用:

光纖可定義長度和深度的襯底,以引導對漸逝場的訪問,具有幾乎*;


通過疊加結(jié)構(gòu)和折射率來指導波導特性;


通過動態(tài)修改的結(jié)構(gòu)尺寸,折射率或吸收,可以實現(xiàn)隨時間變化的操縱的傳播;


光纖元件與光纖傳感應(yīng)用。



參數(shù)指標:


工作波長430-2000nm
空氣中插入損耗<0.1dB
1.5折射率處衰減值>45dB(Typ. 60dB)
邊拋長度17mm
光纖類型SMF-28E
連接頭類型FC/APC OR FC/PC

定制參數(shù):


光纖類型;


拋磨深度;


拋磨長度;


不同折射率條件下的衰減值可以自定義;


是否帶連接頭;


可以集成光學反射鏡(先鍍膜后進行邊拋)。


不同拋光深度的覆蓋折射率的衰減響應(yīng)-理論線和數(shù)據(jù)點



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