| کد مقاله | کد نشریه | سال انتشار | مقاله انگلیسی | نسخه تمام متن |
|---|---|---|---|---|
| 5008719 | 1462037 | 2018 | 6 صفحه PDF | دانلود رایگان |
کلمات کلیدی
1.مقدمه
2.هندسه و نظریه
شکل ۱. ساختار PCF ارائه شده. سوراخ‌های هوا در شبکه مثلثی مرتب شده‌اند. قطر سوراخ هوای مرکزی کاهش داده می‌شود تا هسته فیبری تشکیل دهد که از مد نقص پشتیبانی می‌کند. این گونه در نظر گرفته می‌شود که همه سوراخ‌های هوا با مایع حساس به دما پر شده‌اند. (برای تفسیر منابع رنگی که در متن آمده‌اند، خواننده را به نسخه وب مقاله ارجاع می‌دهیم.)
شکل ۲. توزیعات میدانی حالت شامل حالت پلاریزه x و حالت پلاریزه y به عنوان طول موج عبارتند از (a, b) μm ۸/۰، (c, d) μm ۲/۱، (e, f) μm ۶/۱، و (g, h) μm ۰/۲ هستند. جهت پیکان، جهت پلاریزه حالت را نشان می‌دهد. می‌توان مشاهده کرد هنگامی که طول موج افزایش پیدا می‌کند، انرژی حالت به تدریج شروع به گسترش به درون منطقه روکش می‌کند.
شکل ۳. وابستگی شاخص انکساری و اتلاف حالت پلاریزه x و حالت پلاریزه y به طول موج عملیاتی. هنگامی که طول موج برای حالت پلاریزه x و حالت پلاریزه y افزایش پیدا می‌کند، شاخص انکساری افزایش و اتلاف کاهش می‌یابند. همچنین خطوط مستقیم و خطوط منحنی حالت پلاریزه x و حالت پلاریزه y تقریبا همپوشان هستند. این شکل، نمودار ۳ بعدی با دستور surf را نشان می‌دهد.
شکل ۴. وابستگی انکسار مضاعف گروهی Bg به طول موج عملیاتی λ به همراه پارامترهای ساختاری متفاوت و RI مایع.
۳. نتایج
۳.۱. اثرات پارامترها روی انکسار مضاعف گروهی Bg
۳.۲. نمودار شماتیک
شکل ۵. نمودار شماتیک سیستم سنسور دما. خط قرمز نشان دهنده PCF طراحی شده ما است. (برای تفسیر قسمت‌های رنگی این شکل، خواننده را به نسخه وب مقاله ارجاع می‌دهیم.)
۳.۳. طیف انتقال
شکل ۶. (a) وابستگی انتقال به طول موج عملیاتی λ زمانی که دما از ◦C ۲۳ به ◦C ۳۵ تغییر پیدا می‌کند. (b) وابستگی طول موج شیب و حساسیت به دما. هنگامی که دما ◦C ۲۳ است، حساسیت‌ها می‌توانند به nm/◦C ۲/۷۹ و nm/◦C ۹/۶۹- برسند.
شکل ۷. (a) وابستگی انتقال به طول موج عملیاتی λ. (b) وابستگی طول موج رزونانس به RI مایع. خطوط برازش و معادلات برازش ارائه شده‌اند. میانگین حساسیت‌ها به ترتیب عبارتند از nm/RIU ۴۳،۴۰۰ و nm/RIU ۷۳،۷۴۳-. زمانی که شاخص انکساری ۴۰۹/۱ است، حساسیت‌ها عبارتند از nm/RIU ۷۷،۰۰۰ و nm/RIU ۱۰۶،۰۰۰-.
جدول ۱. پارامترهای عملکرد سنسورهای شاخص انکساری کنونی
4. نتیجه‌گیری
- The sensitivities can reach to 79.2 nm/°C and â69.9 nm/°C as the temperature is 23°C.
- The high sensitivities are 77,000Â nm/RIU and â106,000Â nm/RIU as the RI of the liquid is 1.409.
- The sensitivity increases infinitely near the special wavelength related with zero-point group birefringence Bg.
- The wavelength of zero-point group birefringence Bg can be changed by adjusting the corresponding parameters.
We propose a high-sensitivity temperature sensor based on Sagnac interferometer with a PCF. The diameter of the central hole of the PCF is decreased to form defect core which supports fiber mode. All the air holes are injected with liquid which is sensitive to temperature. The simulation result demonstrates that the birefringence of the PCF is low. The loss, the overlap between fiber mode and the liquid in the central hole increases as the wavelength increases. The sensitivity has a great relation with group birefringence Bg. Therefore, we analyze the influences of the structural parameters d1, d2, d3 and the RI of the liquid on the group birefringence Bg. By adjusting the corresponding parameters, we can change the wavelength of zero-point group birefringence Bg. The high sensitivity can be obtained near the special wavelength. The sensitivities can reach to 79.2 nm/°C and â69.9 nm/°C as the temperature is 23 °C. The average sensitivities are 26.4 nm/°C, â17.9 nm/°C as the temperature changes from 27 °C to 35 °C, and the linear fitting degrees are 0.99489 and 0.98832. The RI sensitivity is also studied as RI changes from 1.404 to 1.409. The average sensitivities are 43,400 nm/RIU and â73,743 nm/RIU respectively. The high sensitivities are 77,000 nm/RIU and â106,000 nm/RIU as the RI of the liquid is 1.409.
Journal: Sensors and Actuators B: Chemical - Volume 254, January 2018, Pages 636-641