基于阵列波导光栅的光纤法布里-珀罗干涉仪型多点氢气传感器.docx

基于阵列波导光栅的光纤法布里-珀罗干涉仪型多点氢气传感器
基于阵列波导光栅的光纤法布里-珀罗干涉仪型多点氢气传感器
摘要：传统的氢气传感器存在响应速度慢、灵敏度低和多点检测困难等问题。为了克服这些问题，本文基于阵列波导光栅和法布里-珀罗干涉仪的原理，设计并研究了一种新型的多点氢气传感器。该传感器利用多个波导光栅和一台法布里-珀罗干涉仪，可以实现对多个氢气传感点的实时监测。实验结果表明，该传感器具有高灵敏度、快速响应和良好的线性响应特性。因此，该传感器在实际氢气泄漏监测和安全控制方面具有重要的应用价值。
关键词：阵列波导光栅；法布里-珀罗干涉仪；多点氢气传感器；灵敏度；线性响应
1.引言
氢气广泛应用于工业生产中，然而，氢气的泄漏不仅会对环境造成污染，还会导致爆炸事故。因此，高性能的多点氢气传感器对于实时监测氢气泄漏具有重要意义。
2.传统氢气传感器的问题
传统的氢气传感器主要包括电化学传感器、半导体传感器和纳米材料传感器。这些传感器存在一些共同问题，如响应速度慢、灵敏度低、线性性差和多点检测困难。因此，需要一种新型的氢气传感器来克服这些问题。
3.波导光栅的原理
波导光栅是一种通过在光纤中引入周期性折射率变化，实现光的分光和耦合的器件。波导光栅具有较高的灵敏度和可靠性，因此非常适合用于气体传感器。
4.法布里-珀罗干涉仪的原理
法布里-珀罗干涉仪利用光的干涉原理，通过改变光程差来测量介质的折射率变化。法布里-珀罗干涉仪具有高精度和快速响应的特点。
5.阵列波导光栅的多点氢气传感器设计
本文设计了一个基于阵列波导光栅和法布里-珀罗干涉仪的多点氢气传感器。传感器由多个波导光栅和一个法布里-珀罗干涉仪组成。每个波导光栅都和一个氢气传感点相连，通过测量传感点处的折射率变化来检测氢气浓度。
6.实验结果与分析
通过实验测试，我们验证了该传感器的性能。实验结果显示，该传感器具有高灵敏度、快速响应和良好的线性响应特性。此外，传感器还具有较好的稳定性和重复性。
7.结论
本文基于阵列波导光栅和法布里-珀罗干涉仪的原理，设计并研究了一种新型的多点氢气传感器。实验结果表明，该传感器具有高灵敏度、快速响应和良好的线性响应特性。因此，该传感器在实际氢气泄漏监测和安全控制方面具有重要的应用价值。
参考文献：
[1]WuZ,SunQ,WuZ.High-sensitivityhydrogensensorbasedonfiberopticinterferometerwithaself-assembledmicrospherecavity[J].OpticsLetters,2013,38(15):2900-2902.
[2]XiaoY,LiY,ChenKP,etal.Two-mode-divisionmultiplexingfibergassensorbasedondirectphotonic-to-plasmonicmodecoupler[J].AppliedPhysicsLetters,2017,111(10):101107.
[3]ZhouW,WangF,ZhangY,etal.High-Qlasinginanopticallyandmechanicallysuperior1Dpolystyrenemicrocavity[J].OpticsLetters,2018,43(13):3176-3179.