基于PDMS构成的法布里-珀罗(Fabry-Perot)腔高灵敏度温度传感器

摘要

为满足工业生产上对高灵敏度温度传感器的重大需求，本文提出并验证了一款高灵敏度的法布里-珀罗(Fabry-Perot, F-P)腔温度传感器。首先将一段单模光纤(single-mode fiber, SMF)和一段石英毛细管拼接，然后在毛细管端面填充聚二甲硅氧烷(PDMS)。在单模光纤和PDMS之间形成了一个F-P空气腔，构成一个低精细度F-P干涉仪(Fabry-Perot interferometer, FPI)。由于PDMS具有很高的热膨胀系数，因此当环境温度变化时，PDMS膨胀引起F-P腔的腔长变短，导致FPI反射谱中波谷波长漂移，解调波谷波长的漂移量获得环境温度值。结果表明：传感器的温度灵敏度高达2.05 nm/℃,测量误差仅为0.2℃。此外，传感器还具有稳定性好、鲁棒性强、结构制作重复性好等优点，在工业生产中具有一定应用前景。

关键词

光纤传感器 / 法布里-珀罗干涉仪(FPI) / 石英毛细管 / 聚二甲硅氧烷 / 温度