基于磁流体填充的光子晶体光纤传感特性研究

在光子晶体光纤(PCF)包层空气孔中填充磁流体,利用磁流体(MF)折射率可调节特性实现光子晶体光纤光学特性的调谐和传感。采用全矢量有限元法分析了填充MF对光子晶体光纤模式和损耗特性的影响,分析了结构参量对填充MF圆孔PCF损耗灵敏度的影响,比较了填充MF圆孔和椭圆孔PCF的损耗灵敏度特性,并对填充MF椭圆PCF的温度与磁场特性进行了研究。仿真结果表明,填充MF使光子晶体光纤模式有效折射率增大,模场面积增大,损耗增加;椭圆孔PCF中MF折射率改变引起的损耗灵敏度约为圆孔PCF的4倍;填充MF的椭圆空气孔PCF的温度和磁场灵敏度分别为-0.279 dB/°C、0.06 dB/Oe(1 Oe1000/4π A/m),为设计新型高灵敏度光纤传感器提供了参考。