毛细管结构长周期光栅

折射率曲率同测

基于毛细管光纤等距段熔接形成的结构长周期光栅，实现折射率与曲率同步测量且对温度不敏感。

赵云鹤 · Mengjiao, Ding · Mengxue, Tang · Jie, Cao · Xin, Wang · Ziyang, Hua · 牟成博 · 刘云圻 · 何祖源

Optics and Laser Technology 2024

具体参数

折射率灵敏度（谐振峰）

{'zh': '2288.81', 'en': '2288.81'} nm/RIU

折射率灵敏度（谐振谷）

{'zh': '3014.09', 'en': '3014.09'} nm/RIU

曲率灵敏度（强度）

{'zh': '27.59', 'en': '27.59'} dB/m⁻¹

曲率灵敏度（波长）

{'zh': '-8.3', 'en': '-8.3'} nm/m⁻¹

技术优势

折射率曲率同时测

通过追踪谐振峰和谐振谷的波长，可同时测量折射率和曲率，无需分离两个物理量。

温度干扰免了

传感器对温度不敏感，在实际应用中可避免温度波动带来的测量误差。

灵敏度往上提

在1.439–1.454范围内，谐振谷的折射率灵敏度达到3014.09 nm/RIU，优于许多已报道的传感器。

结构做得简单

采用等长毛细管段与单模光纤熔接形成结构长周期光栅，制备工艺简单，易于批量生产。

应用场景

• 光纤传感：提供高灵敏度、温度不敏感的折射率与曲率同测方案。
• 生物化学检测：利用高折射率灵敏度实时监测生物化学反应引起的折射率变化。
• 结构健康监测：通过测量曲率变化实现结构形变的长期、温度免疫监测。
• 可穿戴传感：柔性光纤结构可集成于可穿戴设备，检测人体活动引起的曲率变化。
• 微流控集成：毛细管结构天然适配微流通道，可原位检测通道内液体折射率。