文档主要内容
文档类型：学术论文
适用人群：光纤传感技术研究人员、光学工程从业者、折射率测量相关领域工程师
文档核心价值：
本文提出一种基于特种光纤的迈克尔逊干涉结构折射率传感器，通过单模光纤（SMF）、细芯光纤（TCF）与四芯光纤（FCF）的组合设计，实现高灵敏度、低成本的折射率测量。该传感器利用TCF作为耦合器激发FCF包层中的高阶模，并在FCF端面镀银膜增强反射，从而形成稳定的干涉光路。研究通过仿真与实验验证了传感器性能，为液体折射率检测提供了可靠方案，尤其适用于环境监测、生物化学分析等场景。
正文内容：
光纤传感器凭借抗电磁干扰、结构简单、耐腐蚀和高灵敏度等优势，在众多传感技术中占据不可替代的地位。本文针对折射率测量需求，提出一种基于SMF-TCF-FCF迈克尔逊干涉结构的新型传感器。该结构以细芯光纤（TCF）作为耦合器，激发四芯光纤（FCF）中的高阶模，使不同模式间产生光程差；同时，在FCF端面镀银膜以提升反射率，增强干涉信号强度。
通过Rsoft软件仿真观察光场分布，并分别优化TCF与FCF的长度。结果表明，当TCF长度为0.5cm、FCF长度为2.5cm时，干涉效果达到最佳。在此基础上，仿真探究了不同折射率对传感器响应的影响。实际实验进一步验证了TCF与FCF长度对干涉效果的作用，结果与仿真高度一致。
采用折射率范围在1.335至1.376的NaCl溶液进行测试，发现折射率与光强之间呈现良好的线性关系。关键数据为：线性度达到0.9856，灵敏度高达225.9732dB/RIU。此外，传感器在相同折射率的不同溶液中表现出差异化的响应，且在时间和温度变化下保持良好稳定性。
该传感器具备低成本、易操作、可重复使用和高灵敏度等优点，能够满足不同环境下的折射率测量需求。论文通过系统性的仿真与实验，为基于特种光纤的干涉型传感器设计提供了可靠参考，对推动光纤传感技术在液体检测领域的应用具有实际价值。
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