リングコアファイバーベースのマッハツェンダー干渉計を使用した温度と曲率の同時測定

この論文では、リングコアファイバーに基づくマッハゼンダー干渉計（MZI）が提案および製造されました。リングコアファイバー、ノーコアファイバー、シングルモードファイバーの同一の直径の恩恵を受けるMZIファイバーセンサーは、ノーコアファイバーとシングルモードファイバーの間のリングコアファイバーをサンドイッチすることでプロトタイプ化できます（SMF）。リングコア繊維の提案された特定の構造により、干渉ディップの波長シフトを監視することにより、MZIセンサーで温度と曲率の同時測定が達成されました。実験結果は、曲率センシングの感度が、1.3856 M-1から3.6661 M-1の範囲で、0.9959の高い直線性で最大-3.68 nm/m-1に達する可能性があることを示しています。一方、最大温度感度は、0.9975のかなり良好な直線的応答で午後72 PM/°Cであると測定されます。さらに、2×2マトリックスアルゴリズムを利用することにより、直接センシングの目的で温度と曲率の二重復調を容易に実現できます。提案された特別な構造ベースのMZIセンサーは、光ファイバーセンシングと構造的健康監視（SHM）の分野で優れた潜在的アプリケーションを示す可能性があると考えられています。

In this paper, the Mach-Zehnder interferometer (MZI) based on ring-core fiber was proposed and manufactured. Benefiting from the identical diameters of ring-core fiber, no-core fiber, and single-mode fiber, the MZI fiber sensor can be prototyped by sandwiching the ring-core fiber between the no-core fiber and the single-mode fiber (SMF). With the proposed specific structure of the ring-core fiber, the simultaneous measurement of temperature and curvature was achieved with the MZI sensor by means of monitoring the wavelength shift of interference dips. Experimental results have shown that the sensitivity of curvature sensing could reach up to -3.68 nm/m-1 in the range from 1.3856 m-1 to 3.6661 m-1 with high linearity of 0.9959. Meanwhile, the maximum temperature sensitivity is measured to be 72 pm/°C with a fairly good linearity response of 0.9975. In addition, by utilizing the 2×2 matrix algorithm, the dual demodulation of temperature and curvature can be readily realized for the purpose of direct sensing. It is believed that the proposed special structure-based MZI sensor may show great potential applications in the field of fiber-optics sensing and structural health monitoring (SHM).