基于经验模态分解的折射率、pH和温度三参量同时检测光纤传感器
摘要
提出了一种基于表面等离子体共振（SPR）和马赫-曾德尔干涉（MZI）效应结合经验模态分解（EMD）同时对折射率、pH和温度进行检测的光纤传感器。该传感器由空芯光纤（HCF）与两段多模光纤（MMF）构成，利用银纳米膜和聚丙烯酸/壳聚糖（PAA/CS）高折射率pH敏感材料将HCF的侧面划分成区域I和区域II，分别用于测量折射率（单位为RIU）和pH。通过EMD将区域Ш中由环境温度变化所产生的MZI干涉光谱分解为本征模态函数（IMF），建立温度变化与IMF之间的关系，扩大对温度变化的动态测量范围，实现温度补偿。实验结果显示，传感器在1.333~1.370折射率范围内的灵敏度达到了2381.71 nm/RIU，在4.12~10.14的pH值范围内的灵敏度为-14.62 nm/pH，在20~80 ℃温度范围内的温度灵敏度为85.27 pm/℃，在海洋环境监测、生物化学检测等领域具有广泛的应用前景。
引用本文（GB/T 7714）
闵洋 Min Yang, 常建华 Chang Jianhua, 柯欣怡 Ke Xinyi, 等. 基于经验模态分解的折射率、pH和温度三参量同时检测光纤传感器[J]. Acta Optica Sinica, 2024.
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