图：全光纤EP增强型弯曲传感器
根据最近发表在Opto-Electronic Advances上的一篇论文，使用exceptional
point (EP)可以将光纤传感器的灵敏度提高几倍。该技术有可能将光纤传感技术转变为精度和准确性的新时代。虽然研究人员使用弯曲传感器展示了这种非凡的能力，但ep增强灵敏度的真正力量远远不止于此，它具有潜在的应用于各种现有光纤传感器。
这项创新的基础是一个精心设计的光纤弯曲传感器，利用EP概念实现非凡的灵敏度。该传感器由两个专门的Fabry-Perot (FP)谐振器组成，每个谐振器嵌入两个光纤Bragg光栅(FBG)，该光栅嵌入在铒镱共掺光纤(EYDF)中。通过控制泵浦功率，这些谐振器的增益和损耗被精确调整，通过在其异常点附近操作传感器来实现灵敏度增强。
一旦对传感器施加弯曲力，其工作将远离异常点，导致独特的频率分裂现象。这种独特的频率响应使传感器能够以高灵敏度和精度检测最轻微的弯曲。
为了充分发挥这种EP增强灵敏度的潜力，研究人员设计了一种双通带微波光子滤波器，将传感器的光谱响应转换为微波域。这种巧妙的集成允许高速和高分辨率的测量，实现EP增强传感的全部力量。
经过严格的实验评估，ep增强型传感器显示出显著的效果。曲率感知范围为0.28 ~ 2.74 m-1，精度为7.56 × 10-4 m-1，灵敏度高达1.32 GHz/m-1。这些非凡的成果超越了以前的光纤传感器能力，展示了EP增强灵敏度的显着潜力。
EP增强灵敏度的发现代表了光纤传感的转变。除了弯曲传感器的应用之外，这种强大的技术可以很容易地部署在许多现有的光纤传感器中，以提高精度。
本文介绍了一种全光纤结构的EP增强弯曲传感器。通过对传感器的精心设计和实验验证，本研究取得了显著的成果。
关键的创新在于利用光纤中EPs的独特特性来实现对特定点附近弯曲力的高灵敏度检测。当外加弯曲力时，EP处的光模发生分裂，导致频裂现象。这种现象提供了有关外部弯曲力的宝贵信息，使精确测量成为可能。
与传统的线性传感器相比，EP增强传感器在EP附近表现出非线性响应，从而显着提高灵敏度。此外，为了实现高速和高分辨率的传感器测量，采用了微波光子学技术，将传感器的光谱响应转换为微波域，从而实现高分辨率测量，同时增强了整体性能。
这种光纤传感技术为提高传统厄米光纤传感器的灵敏度提供了一种经济有效的解决方案。该技术的多功能性允许其应用于各种现有的FBG传感器，使其更容易在需要高灵敏度的情况下实现。
EP点增强弯曲传感器检测微弱信号的能力使其在保护关键基础设施方面非常有用，特别是在安全事故的初始阶段，如隧道，桥梁和核电站。通过该传感器实现的早期预警可以减轻经济和人员损失，提供显著的社会效益。
综上所述，本研究对光纤传感技术做出了重大贡献。EP增强弯曲传感器的独特功能以经济高效的方式提高了精度和灵敏度，使其成为该领域的一个有前途的进步。将这项技术应用于现有光纤传感器及其在保护关键基础设施方面的应用的潜力表明，它可以对各个行业的安全和创新产生深远的影响。这项工作为光纤传感的进一步发展奠定了基础，为高灵敏度测量开辟了新的可能性，并对更广泛的实际应用产生了影响。
