近日，长盈通光电开发推出双芯光纤（Double－Core Fiber，DCF），该产品可用于构成M－Z干涉仪，以实时测量气体的折射率变化。
同时，DCF光纤，一芯是锗掺杂的二氧化硅实心纤芯，另一芯是允许气体流过的空气孔，即空芯。相干激光束从DCF光纤的一端分别耦合进这两根纤芯中，在光纤另一端的出口处发生干涉，构成M－Z干涉仪。空气孔空芯中气体折射率的变化会导致这两根纤芯传输的光模式之间相位差改变，从而使干涉条纹发生位移，通过探测该干涉位移可检测气体折射率变化。
（a）该DCF光纤的横截面图，右下侧小图中亮点即为实心纤芯；
（b）传感方案示意图，两根纤芯的输出光在重叠区域产生干涉条纹；
（c）用有限元方法（COMSOL 5．0）模拟出的分别在两根纤芯中传播的LP01和LP11光模场分布；
（d）由CMOS相机实际观察到的两根纤芯中传输光模式。
由于空气折射率同气压大小线性相关，可以通过改变气压来调整空气折射率，并对其检测进行了实验验证，分辨率最大可达～ 1＊10－8 RIU。利用该双芯光纤构成的M－Z干涉仪，在气体折射率检测方面，其优势在于：非常低廉的成本，极高的灵敏度，直接的传感机理，以及制造方便。
该气体折射率检测的实验装置示意图，通过分束器和物镜将相干光注入到DCF光纤中，DCF光纤放置于密封但透明的气体容器中，其输出的干涉条纹由光电探测器接收采集，BS：分束器；Objective：物镜；PD：光电探测器。
当气体容器中气压从～100hPa增加到一个标准大气压（～1018hPa）时，CMOS相机捕捉到的干涉条纹。
参考：［1］ H． Chen， X． Hu， M． He， Q． Yu， Z． Lian， Z． Yang， H． Wang， H． Qu， “Dual－Core Fiber－Based Interferometer for Detection of Gas Refractive Index”， Photonics 7 （4）， 111， 2020．