Детальная информация

Цель работы: Экспериментальное исследование и оценка возможностей датчика показателя преломления внешней среды на основе межмодового интерферометра, сформированного на тейпированном четырёхмодовом оптическом волокне с зеркальным покрытием на торце. В процессе работы был изготовлена оптоволоконная структура с тейпированным четырехмодовым волокном. Поэтапно рассмотрен каждый процесс: сварка подводящего одномодового волокна с четыреходовым волокном, вытягивание датчика для формирования области тейпирования, создание и нанесение зеркального покрытия на торец волокна. Проведен эксперимент, в ходе которого зарегистрированы зависимости интенсивности отраженного через датчик света от длины волны для разных концентраций глицерина в воде и выполнена их обработка при помощи дискретного преобразования Фурье. Показано, что интерференционные компоненты датчика чувствительны к изменению показателя преломления во всем исследуемом диапазоне. При этом одна из компонент имеет характер отклика близкий к линейному. Таким образом, на основе исследуемой структуры можно построить датчик показателя преломления внешней среды. Однако для улучшения его характеристик следует провести дополнительные исследования с целью недопущения возбуждения паразитных мод и улучшения линейности отклика.

Objective of the work: Experimental study and evaluation of the capabilities of a refractive index sensor for the external medium based on an intermodal interferometer formed on a tapered four-mode optical fiber with a mirror coating on its end face. During the work, an optical fiber structure with a tapered four-mode fiber was fabricated. Each process was examined step by step: splicing of the lead-in single-mode fiber with the four-mode fiber, tapering of the fiber to form the tapered region, and the creation and deposition of a mirror coating onto the fiber end face. An experiment was conducted in which the dependences of the intensity of light reflected through the sensor on the wavelength were recorded for different concentrations of glycerol in water, and the data were processed using the discrete Fourier transform. It was shown that the interference components of the sensor are sensitive to changes in the refractive index over the entire studied range. Moreover, one of the components exhibits a response close to linear. Thus, a refractive index sensor for the external medium can be built based on the investigated structure. However, to improve its characteristics, additional studies should be carried out to prevent the excitation of parasitic modes and to enhance the linearity of the response.