エッチングされたエキセントリックコア数モードファイバーデュアルモード干渉計に基づく屈折率インデックスセンサー

コンパクトで高感度屈折指数（RI）センサーは、エキセントリックコア数モードファイバー（ECFMF）のデュアルモード干渉計（DMI）に基づいて理論的および実験的に実証されています。DMIは、横方向のオフセットを備えたヒドロフルオリ酸（HF）と2つのシングルモード繊維（SMF）によってエッチングされたECFMFの一部を融合することにより製造されます。干渉は、ECFMFの偏心コアのLP01およびLP11モードによって形成されます。コアコアモード干渉に基づくエッチングされたECFMF-DMIは、コアクラッディングモード干渉に基づいてDMIよりも高いRI感度を示します。感度は、1.4のRI周辺で最大2565.2 nm/RIUに達します。エッチングされたECFMF-DMIとエッチングされていないECFMF-DMIの両方は、それぞれ9.6 PM/°Cと33.1 PM/°Cの低温感度を持っています。コアコアモード干渉に基づいたエッチングされたECFMF-DMIは、RIの感度と低温交差のためにRI測定に非常に優れているため、提案されたセンサーは化学および生物学的分野に大きな可能性があります。

A compact and high sensitivity refractive index (RI) sensor has been theoretically and experimentally demonstrated based on dual-mode interferometer (DMI) in an eccentric core few-mode fiber (ECFMF). The DMI is fabricated by fusion splicing a piece of ECFMF etched by hydrofluoric acid (HF) and two single mode fibers (SMFs) with a lateral-offset. The interference is formed by LP01 and LP11 modes in the eccentric core of ECFMF. The etched ECFMF-DMI based on core-core mode interference exhibits a higher RI sensitivity than the DMI based on core-cladding mode interference. The sensitivity reaches up to 2565.2 nm/RIU around the RI of 1.4. Both of the etched and unetched ECFMF-DMIs have low temperature sensitivities of 9.6 pm/°C and 33.1 pm/°C, respectively. The etched ECFMF-DMI based on the core-core mode interference possesses tremendous superiority for RI measurement due to its high RI sensitivity and low temperature cross, therefore the proposed sensor has great potentials in chemical and biological fields.