基于光子晶體光纖倏逝波耦合海水鹽度傳感機理研究

摘 要：光子晶體光纖倏逝波傳感器是近年來發展起來的一項光學檢測技術，利用光子晶體光纖導光機制和模式特性來對溫度、壓力、液體濃度等參數進行精確測量。

關鍵詞：光子晶體光纖；倏逝波傳感器；鹽度

1 引言

光纖倏逝波傳感器是發展最快，最有前途的一種光學傳感器。近年來，隨著PCF制備及其熔接技術發展迅速，國內外研究學者采用熔接法先后制作出多種PCF倏逝波傳感器。光子晶體光纖倏逝波傳感器對液體濃度進行檢測時，只需將傳感器放置在待測液體樣品池，通過液體對倏逝波場的吸收，再與原傳輸光進行耦合并與纖芯基模發生干涉，通過計算得到液體濃度。具有無損、快速準確等特點。2003年P. V. Preejith等人[1]采用光纖倏逝波傳感技術來檢測蛋白質含量的傳感器。2009年Anna V. Hine等[2]人提出了光纖光柵和倏逝波傳感技術來檢測DNA雜交實時監測傳感器，最長監測時間高達一小時。

2 基于PCF的倏逝波傳感器的相對靈敏度的數值分析

本文利用矢量有限元法計算光子晶體光纖中的場分布，分析光纖傳輸模式的傳輸常數和模式的有效折射率，研究光子晶體光纖中的倏逝場的特性。

為了研究光子晶體光纖的幾何參數和幾何結構對于位于空氣中能量占光纖傳輸模式的能量的比重的影響，本文利用數值分析方法分析了六角格子排列的光子晶體光纖的倏逝場的特性，光纖的結構如下圖1所示，包層由4層空氣孔構成，纖芯由缺空氣孔形成的。

2.1 占空比對于倏逝場的相對靈敏度的影響