近日，我中心教师张益昕教授与中科院深圳先进技术研究院合作在光学领域国际知名期刊Optics Letters发表研究论文“High-sensitivity simultaneously distributed acoustic and temperature sensing by an air-ring microstructured optical fiber”。
该研究提出并制备了一种空气环微结构光纤（AR-MOF），通过优化空气填充率和结构参数（如孔径、间距），显著增强了光纤的弹性光学、应变光学、热光学及热膨胀特性。将AR-MOF集成至相位敏感光时域反射计（Φ-OTDR）系统，结合小波包分解（WPD）算法，从频域分离低频温度信号与高频声学信号，并采用相位差分法抑制共模温度扰动，实现了动态声学信号的保留。AR-MOF的声学灵敏度达到 -126.38 dB re rad/μPa（3 kHz），较标准单模光纤（SMF）提升18.06 dB，且在500 Hz–5 kHz频段内保持高灵敏度。在32.0°C–42.0°C范围内，温度灵敏度为 263.02 rad/°C，较SMF提升115.89%，温度分辨率达0.03°C，成功实现声学（3 kHz正弦信号）与温度（31.0°C–31.2°C变化）事件的同步检测，信噪比（SNR）达43.45 dB。该研究不仅解决了传统分布式声学传感（DAS）中温度干扰导致测量失准的问题，避免了多系统集成（如FBG与拉曼散射）的复杂性，还通过光纤微结构设计提升传感灵敏度，为光纤传感领域提供了新的材料与结构优化思路。
