光纖傳感器有著靈敏度高，抗電磁干擾，抗氧化腐蝕能力強(qiáng)，易集成化等優(yōu)點(diǎn)。筱曉光子在前沿光學(xué)領(lǐng)域耕耘多年，擁有眾多光學(xué)產(chǎn)品，服務(wù)眾多科研機(jī)構(gòu)。今天筱曉光子給大家介紹用于泄漏型倏逝場(chǎng)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(shí)，因?yàn)椴煌橘|(zhì)的折射率不同，會(huì)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(shí)，會(huì)出現(xiàn)全反射現(xiàn)象，這時(shí)，在兩種介質(zhì)的交界面處，光其實(shí)并非像幾何光學(xué)作圖一樣直接在兩種介質(zhì)的界面*反射回原來(lái)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(chēng)為倏逝波。

平面波導(dǎo)中全反射時(shí)倏逝波的產(chǎn)生

二、光纖中的倏逝波場(chǎng)

光在光纖中傳播時(shí), 會(huì)在芯層和包層的界面上形成倏逝場(chǎng)。光纖中由于包層為非吸收介質(zhì), 不會(huì)引起光纖中傳輸能量的減少。當(dāng)把光纖拉錐或研磨成D形后，倏逝場(chǎng)會(huì)與被測(cè)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(qiáng)的減少。通過(guò)檢測(cè)光纖輸出光強(qiáng)的大小就可以反推出被測(cè)物質(zhì)溶液濃度的大小，這就是傳感器的作用機(jī)理。

光纖倏逝場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的大小可以表示為：

式中：Eo是倏逝場(chǎng)在界面處的能量強(qiáng)度；z是場(chǎng)點(diǎn)距界面的距離；dp是倏逝場(chǎng)的穿透深度,定義為當(dāng)能量場(chǎng)的強(qiáng)度下降到Eo/e時(shí)，場(chǎng)點(diǎn)到界面的距離，公式表達(dá)如下

式中：λ是光在真空中傳播時(shí)的波長(zhǎng)；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(shí)纖芯中的駐波場(chǎng)與包層中的倏逝波場(chǎng)

光纖倏逝場(chǎng)傳感器預(yù)留了很薄的一部分包層，厚度dz要求小于倏逝場(chǎng)的穿透深度，倏逝場(chǎng)能量可以穿過(guò)這部分殘留的光纖包層與被測(cè)物質(zhì)接觸引起能量的吸收，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)傳感器的探測(cè)。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(yù)留包層dz可達(dá)到5μm。

三、D型光纖倏逝場(chǎng)傳感器

D型光纖和錐形光纖是產(chǎn)生泄漏型倏逝場(chǎng)的主要結(jié)構(gòu)類(lèi)型，傳感區(qū)域的包層都足夠薄，以至于倏逝波會(huì)透射出來(lái)，此時(shí)，不管是直接用不同濃度的溶液，還是通過(guò)生物反應(yīng)，改變傳感區(qū)域周?chē)恼凵渎?，都?huì)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(guò)光纖熔融拉錐而成，錐區(qū)足夠細(xì)，故D型光纖較錐形光纖更為堅(jiān)固。

D型光纖截面圖

近年來(lái)，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(cè)單個(gè)或多個(gè)環(huán)境參數(shù)，包括RI、應(yīng)變溫度和磁場(chǎng)。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(jī)械性能好，靈敏度高。此外，D型光纖對(duì)折射率測(cè)量的靈敏度受檢測(cè)區(qū)域長(zhǎng)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(lài)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?yàn)榭蛻?hù)精確地提供大批量的定制服務(wù)，客戶(hù)只需要提供拋磨的光纖類(lèi)型，拋磨長(zhǎng)度，拋磨深度。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

我們利用他們的內(nèi)部技術(shù)研磨和拋光部分光纖；

一個(gè)良好的表面光潔度；

達(dá)到客戶(hù)確定的深度；

側(cè)拋光去除纖維的一部分，容易進(jìn)入光纖的漸逝場(chǎng)。

產(chǎn)品特點(diǎn)：

高光學(xué)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(zhǎng)度和深度的襯底，以引導(dǎo)對(duì)漸逝場(chǎng)的訪問(wèn)，具有幾乎*；

通過(guò)疊加結(jié)構(gòu)和折射率來(lái)指導(dǎo)波導(dǎo)特性；

通過(guò)動(dòng)態(tài)修改的結(jié)構(gòu)尺寸，折射率或吸收，可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)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(biāo)：

定制參數(shù)：

光纖類(lèi)型；

拋磨深度；

拋磨長(zhǎng)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(xué)反射鏡（先鍍膜后進(jìn)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(diǎn)