Przejdź do treści

Scalable sensors of refractive index and liquid level based on multimode interference in small-core hollow core fiber

W niniejszym badaniu przeprowadzono kompleksową analizę zastosowania światłowodu z pustym rdzeniem o małej średnicy (HCF, ang. Hollow Core Fiber) do jednoczesnego pomiaru współczynnika załamania cieczy (RI, ang. Refractive Index) oraz poziomu cieczy (LL, ang. Liquid Level). Wykazano skalowalność czujnika – czułość na zmianę RI można regulować poprzez dobór długości segmentu światłowodu HCF.

W celu wzmocnienia interferencji modów wyższego rzędu przy jednoczesnym tłumieniu modu podstawowego zaproponowano zastosowanie pustego rdzenia o średnicy zaledwie 1 μm. Czujnik wykazał czułość na zmianę współczynnika załamania w zakresie od 62,14 nm/RIU (dla RI od 1,33 do 1,3403) do 3593,02 nm/RIU (dla RI od 1,4459 do 1,4502).

Przeanalizowano również działanie czujnika w pomiarze poziomu cieczy, stosując światłowody HCF o długościach segmentów od 4,5 mm do 62 mm. Wykazano, że zarówno zakres pomiaru, jak i czułość, mogą być skalowane w zależności od długości zastosowanego światłowodu. Czujnik poziomu cieczy został przetestowany w trzech różnych cieczach o odmiennych współczynnikach załamania i gęstościach, co pozwoliło zidentyfikować potencjalne źródła błędów pomiarowych.

Artykuł:

Measurement

Autorzy z PW:

Sławomir Ertman, Monika Halendy

Dyscyplina:

Rok wydania: