Журнал электротехники и электронных технологий

Высокочувствительный датчик показателя преломления, основанный на стеке слоев на конце оптического волокна

Эверардо Варгас-Родригес

Датчики показателя преломления (ПП) важны для различных приложений биосенсоров, и существует несколько способов их реализации. Из них волоконно-оптические датчики очень интересны, поскольку могут быть миниатюризированы и интегрированы в простое и небольшое устройство. Волоконно-оптические датчики могут быть основаны на решетках Брэгга, решетках с большим периодом, интерферометрах и конусах. Среди них интерферометр Фабри-Перо (ИПФ) является очень популярным вариантом, поскольку он может быть изготовлен различными способами на кончике одномодового волокна, имеющего диаметр 125 мкм. Эти датчики измеряют показатель преломления среды, окружающей оптическое волокно, которая может быть как газом, так и жидкостью. Поэтому для некоторых приложений может быть удобно иметь датчик ПП на кончике оптического волокна, поскольку его можно легко ввести в образец. Более того, типичный ИПФ, сформированный на кончике оптического волокна, имеет спектр отражения с полосами, достигающими амплитуды 4% в воздухе, и эта амплитуда изменяется по мере изменения ПП образца. В этой работе представлен высокочувствительный датчик показателя преломления на основе нового FPI, образованного стеком из 3 слоев на конце оптоволокна. Здесь наш FPI генерирует спектр отражения с полосами, достигающими амплитуды до 60%, что значительно выше, чем обычно получаемый с FPI, образованным на оптических волокнах. Номинально это увеличение отражательной способности помогает улучшить сенсорные возможности датчика, в частности разрешение и чувствительность. Датчик может измерять, в идеале, показатель преломления от 1 до 3,4.