9/10/2021，近日，長(zhǎng)盈通光電開(kāi)發(fā)推出雙芯光纖（Double-Core Fiber，DCF），該產(chǎn)品可用于構(gòu)成M-Z干涉儀，以實(shí)時(shí)測(cè)量氣體的折射率變化。
同時(shí)，DCF光纖，一芯是鍺摻雜的二氧化硅實(shí)心纖芯，另一芯是允許氣體流過(guò)的空氣孔，即空芯。相干激光束從DCF光纖的一端分別耦合進(jìn)這兩根纖芯中，在光纖另一端的出口處發(fā)生干涉，構(gòu)成M-Z干涉儀�？諝饪卓招局袣怏w折射率的變化會(huì)導(dǎo)致這兩根纖芯傳輸?shù)墓饽Ｊ街�間相位差改變，從而使干涉條紋發(fā)生位移，通過(guò)探測(cè)該干涉位移可檢測(cè)氣體折射率變化。

(a)該DCF光纖的橫截面圖，右下側(cè)小圖中亮點(diǎn)即為實(shí)心纖芯；(b)傳感方案示意圖，兩根纖芯的輸出光在重疊區(qū)域產(chǎn)生干涉條紋；(c)用有限元方法(COMSOL 5.0)模擬出的分別在兩根纖芯中傳播的LP01和LP11光模場(chǎng)分布；(d)由CMOS相機(jī)實(shí)際觀察到的兩根纖芯中傳輸光模式。



   由于空氣折射率同氣壓大小線性相關(guān)，可以通過(guò)改變氣壓來(lái)調(diào)整空氣折射率，并對(duì)其檢測(cè)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，分辨率最大可達(dá)~ 1*10-8 RIU。利用該雙芯光纖構(gòu)成的M-Z干涉儀，在氣體折射率檢測(cè)方面，其優(yōu)勢(shì)在于：非常低廉的成本，極高的靈敏度，直接的傳感機(jī)理，以及制造方便。



   該氣體折射率檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，通過(guò)分束器和物鏡將相干光注入到DCF光纖中，DCF光纖放置于密封但透明的氣體容器中，其輸出的干涉條紋由光電探測(cè)器接收采集，BS：分束器；Objective：物鏡；PD：光電探測(cè)器。



當(dāng)氣體容器中氣壓從~100hPa增加到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(~1018hPa)時(shí)，CMOS相機(jī)捕捉到的干涉條紋。

參考：
[1] H. Chen, X. Hu, M. He, Q. Yu, Z. Lian, Z. Yang, H. Wang, H. Qu, “Dual-Core Fiber-Based Interferometer for Detection of Gas Refractive Index”, Photonics 7 (4), 111, 2020.