基于光纤LP01-LP11模式干涉温升负响应的游标增敏

Journal of Applied Optics 2026 Open access

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Authors: Deshuai MENG, 武汉理工大学 物理与力学学院，湖北 武汉 430070, Peng JIA, Zongxiang REN, Xiaoyan WEN, 武瑞妮 Wu Ruini, Guohui LIN, Haifei LYU, Min LI, Mingyu Li, 中交三公局第三工程有限公司，湖北 武汉 430000, 武汉华工正源光子技术有限公司 无线电信产品部，湖北 武汉 430223
+1 more 中兴通讯公司 无线及算力产品经营部，广东 深圳 518000
DOI: 10.5768/jao202647.0103002
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Abstract

研究了两模光纤（two-mode fiber, TMF）LP01、LP11模式特性、模式干涉及其游标增敏特性。对两个模式的色散与温敏特性进行了仿真，揭示了LP01-LP11模式干涉的温度负响应特性（随温度升高干涉谱蓝移），灵敏度为−0.068 nm/℃。制作了基于该干涉的两模光纤马赫-曾德尔干涉仪（Mach-Zehnder interferometer, MZI），其温度灵敏度实测为−0.058 nm/℃。将该干涉仪分别与两种温度正响应的干涉仪级联形成增强型游标，一种是紫外固化胶（即UV胶）法布里-珀罗干涉仪（Fabry-Pérot interferometer, FPI），另一种是单模光纤（single-mode fiber, SMF）MZI。在30 ℃~80 ℃范围内，TMF MZI与UV胶FPI级联结构温度响应为正，灵敏度为1.450 nm/℃，是单元TMF MZI的25倍，单元UV胶FPI的 8倍。而TMF MZI与SMF MZI级联的温度响应为负，灵敏度为−0.794 nm/℃，是单元TMF MZI的13.7倍，单元SMF MZI的18.5倍。分析了两种级联结构温度响应趋势相反的原因，即级联结构光谱包络的漂移方向与自由光谱范围较小的单元干涉仪一致。本研究可为少模光纤的研究和应用提供理论与实验依据。

Fields of Study & Subjects

Advanced Fiber Optic Sensors Optical Network Technologies Photonic Crystal and Fiber Optics

Publication details

Journal / source
Journal of Applied Optics
Volume
47
Issue
1
Pages
187–195
Publication date
1 January 2026
Language
EN