Skip to main content
Erschienen in: Optical and Quantum Electronics 4/2021

01.04.2021

Wide range refractive index sensor using a birefringent optical fiber

verfasst von: Moutusi De, Vinod Kumar Singh

Erschienen in: Optical and Quantum Electronics | Ausgabe 4/2021

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

In this article, an efficient high birefringent D-shaped photonic crystal fiber (HB-D-PCF) plasmonic refractive index sensor is reported. It is able to work over a long low refractive index analyte range from 1.29 to 1.36. This modified simple structured hexagonal PCF has high birefringence in the near-infrared region. A thin gold film protected by a titanium dioxide (TiO2) layer is deposited on the D-surface of the PCF which acts as surface plasmon active layer. The sensor consists of an analyte channel on the top of the fiber. The performance of the HB-D-PCF is analyzed based on finite element method. Both wavelength and amplitude interrogation techniques are applied to study the sensing performance of the optimized sensor. Numerical results show wavelength and amplitude sensitivity of 9245 nm/RIU and 1312 RIU−1 respectively with high resolution. Owing to the high sensitivity, long range sensing ability as well as spectral stability the designed HB-D-PCF SPR sensor is a potential candidate for water pollution control, glucose concentration testing, biochemical analyte detection as well as portable device fabrication.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
Zurück zum Zitat Becker, M., Werner, M., Fitzau, O., Esser, D., Kobelke, J., Lorenz, A., Schwuchow, A., Rothhardt, M., Schuster, K., Hoffmann, D., Bartelt, H.: Laser-drilled free-form silica fiber p-reforms for microstructured optical fibers, (2013) Becker, M., Werner, M., Fitzau, O., Esser, D., Kobelke, J., Lorenz, A., Schwuchow, A., Rothhardt, M., Schuster, K., Hoffmann, D., Bartelt, H.: Laser-drilled free-form silica fiber p-reforms for microstructured optical fibers, (2013)
Zurück zum Zitat Dash, J.N., Jha, R.: Graphene-based birefringent photonic crystal fiber sensor using surface plasmon resonance. IEEE Photon. Technol. Lett. 26, 1092–1095 (2014)ADSCrossRef Dash, J.N., Jha, R.: Graphene-based birefringent photonic crystal fiber sensor using surface plasmon resonance. IEEE Photon. Technol. Lett. 26, 1092–1095 (2014)ADSCrossRef
Zurück zum Zitat De, M., Singh, V.K.: Multi-purpose photonic crystal fiber having advanced optical properties and long sensing range. Photon. Nanostruct.-Fundam. Appl. 36, 100722 (2019a)CrossRef De, M., Singh, V.K.: Multi-purpose photonic crystal fiber having advanced optical properties and long sensing range. Photon. Nanostruct.-Fundam. Appl. 36, 100722 (2019a)CrossRef
Zurück zum Zitat Heng, D.O.Z., An, Y.L.I., Hen, E.R., Eibei, B.L.I., Ong, D.E.K., Ei, W.L.I., Ian, J.W.U.: Free-space to few-mode-fiber coupling under atmospheric turbulence. Opt Express. 24, 18739–18744 (2016)ADSCrossRef Heng, D.O.Z., An, Y.L.I., Hen, E.R., Eibei, B.L.I., Ong, D.E.K., Ei, W.L.I., Ian, J.W.U.: Free-space to few-mode-fiber coupling under atmospheric turbulence. Opt Express. 24, 18739–18744 (2016)ADSCrossRef
Zurück zum Zitat Morishima, T., Shimakawa, O., Ito, J., Shimazu, T., Arao, H., Yokochi, T., Uehara, F., Ohmura, M., Nakanishi, T., Sano, T., Hayashi, T.: Ultra-high-density MCF connector technology. In: OFC. p. W1A.5 (2018) Morishima, T., Shimakawa, O., Ito, J., Shimazu, T., Arao, H., Yokochi, T., Uehara, F., Ohmura, M., Nakanishi, T., Sano, T., Hayashi, T.: Ultra-high-density MCF connector technology. In: OFC. p. W1A.5 (2018)
Zurück zum Zitat Raether, E.K.: Radiative decay of non-radiative surface plasmons excited by light. Z. Naturforsch. A. 23, 2135–2136 (1968)ADSCrossRef Raether, E.K.: Radiative decay of non-radiative surface plasmons excited by light. Z. Naturforsch. A. 23, 2135–2136 (1968)ADSCrossRef
Zurück zum Zitat Rosales, A.L.C., Velázquez, M.M.A.N., Zhao, X., Sahu, J.K.: Optical fibers fabricated from 3D printed silica preforms. In: SPIE LASE. , San Francisco, California, United States (2020) Rosales, A.L.C., Velázquez, M.M.A.N., Zhao, X., Sahu, J.K.: Optical fibers fabricated from 3D printed silica preforms. In: SPIE LASE. , San Francisco, California, United States (2020)
Zurück zum Zitat van der Merwe, P.A.: Surface plasmon resonance protein-ligand interactions: a practical approach. Oxford University Press (2000) van der Merwe, P.A.: Surface plasmon resonance protein-ligand interactions: a practical approach. Oxford University Press (2000)
Metadaten
Titel
Wide range refractive index sensor using a birefringent optical fiber
verfasst von
Moutusi De
Vinod Kumar Singh
Publikationsdatum
01.04.2021
Verlag
Springer US
Erschienen in
Optical and Quantum Electronics / Ausgabe 4/2021
Print ISSN: 0306-8919
Elektronische ISSN: 1572-817X
DOI
https://doi.org/10.1007/s11082-021-02847-6

Weitere Artikel der Ausgabe 4/2021

Optical and Quantum Electronics 4/2021 Zur Ausgabe