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申请/专利权人：武汉理工大学

摘要：本发明公开了一种基于游标效应的光波导CO2气体传感器，包括输入波导，输入波导与分光器相连，分光器将输入波导的光等分到第一分支波导、第二分支波导和第三分支波导，第一分支波导、第二分支波导和第三分支波导的光通过合光器耦合并输出到输出波导，第一分支波导与第二分支波导构成非对称的马赫‑曾德尔型传感干涉仪，第二分支波导与第三分支波导构成非对称的马赫‑曾德尔型参考干涉仪；通过马赫‑曾德尔型传感干涉仪和马赫‑曾德尔型参考干涉仪形成游标效应实现对CO2气体的高灵敏度传感测量。本发明还公开了基于游标效应的光波导CO2气体传感器的使用方法。本发明基于游标效应产生的包络输出谱，相较于单个传感干涉仪，获得更高的灵敏度。

主权项：1.一种基于游标效应的光波导CO2气体传感器的使用方法，其特征在于包括：步骤一、光源发出的光经过输入波导进入分光器等分到三个分支波导，沿着第二分支波导传输的光分别与沿着第一分支波导与第三分支波导传输的光相互干涉构成两组干涉信号；其中第一分支波导与第二分支波导构成非对称的马赫-曾德尔型传感干涉仪，第二分支波导与第三分支波导构成非对称的马赫-曾德尔型参考干涉仪；传感干涉仪与参考干涉仪的自由光谱范围FSR分别用下列公式表示： 其中，neff1为第一分支波导芯层有效折射率，neff2，3为第二分支波导芯层与第三分支波导有效折射率，L1、L2、L3分别为第一分支波导芯层、第二分支波导芯层、第三分支波导芯层的长度，λ为入射光源的波长，FSRs为传感干涉仪的自由光谱范围，FSRr为参考干涉仪的自由光谱范围；通过调节各分支波导的有效折射率与长度使得FSRs与FSRr相近，就形成游标效应；步骤二、经过三个分支波导的光通过合光器耦合到输出波导，通过光谱仪显示出周期性的包络信号，包络的自由光谱范围FSRenvelope为 步骤三、由于参考干涉仪对CO2气体不敏感，而传感干涉仪对CO2气体高选择性吸附，故该结构通过游标效应使得敏感度得到提高，包络的漂移相对于单个传感干涉仪的放大倍数M为 步骤四、当外界CO2气体浓度发生变化时，第一分支波导芯层PDMSZIF-8复合气敏材料高选择性吸附CO2气体，传感干涉仪的输出光谱的波谷发生漂移，并且基于游标效应实现放大效果，通过监测包络信号波峰值的漂移，实现对CO2气体的高灵敏度传感测量。

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百度查询： 武汉理工大学 基于游标效应的光波导CO₂气体传感器及其使用方法