掺杂型双芯光子晶体光纤高灵敏声压传感结构

来源：激光技术杂志2020年第5期北京时间：

作者：钱诗婷, 廖秋雨, 张煜熔, 张克非, 刘维光

摘要：为了解决石英材料高杨氏模量对光纤传感器均匀径向上灵敏度提升的限制，提出一种掺杂型双芯光子晶体光纤传感结构。该设计将圆形空气孔分列在光纤包层上，构成六边形晶格，在其单侧空气孔环绕的基材区域掺入聚甲基丙烯酸甲酯材料。利用COMSOL分析了均匀应力作用下光纤截面参量对声压灵敏度的影响，得到最优参量匹配结构。结果表明, kPa量级的声压作用下，自由光谱宽度约13nm; MPa量级的声压作用下，自由光谱宽度约2.5465nm, 在1550μm波段下，x偏振声压灵敏度达0.15942nm/kPa; 相比Saganc光子晶体光纤压力传感器，传感尺寸小，均匀径向灵敏度提高了46.6倍。该研究对下一代水下声压传感器的设计有帮助。

关键词：光纤光学, 双芯光子晶体光纤, 掺杂, 声压传感, 均匀径向压力