这篇文档属于类型a，即报告了一项原创研究。以下是对该研究的详细介绍：
主要作者和研究机构
本研究的主要作者包括Jun Li、Weibing Gan、Hao Li、Mingjing Xu、Jiaxin Liu和Ai Zhou，他们来自武汉理工大学光纤传感技术国家工程实验室。该研究发表于2021年4月20日的《Optik - International Journal for Light and Electron Optics》期刊上，论文编号为166838。
学术背景
该研究的主要科学领域是光纤传感技术，特别是基于马赫-曾德尔干涉仪（Mach-Zehnder Interferometer, MZI）和光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating, FBG）的高灵敏度折射率传感器。光纤折射率传感器因其高灵敏度、抗电磁干扰和适用于恶劣环境等独特优势，被广泛应用于多个领域。然而，传统的折射率传感器在液体测量中容易受到温度串扰的影响，尤其是液体的热光系数较大时，温度变化会导致测量误差。因此，本研究旨在提出一种温度补偿的高灵敏度折射率传感器，通过结合MZI和FBG，实现对温度和折射率的双参数测量，从而消除温度串扰。
研究流程
本研究主要包括以下几个步骤：
1. 传感器设计与制备：
- 传感器由MZI和FBG两部分组成。MZI通过在两根多模光纤（Multi-Mode Fiber, MMF）之间插入一段锥形单模光纤（Tapered Single Mode Fiber, TSMF）制成。TSMF的作用是使光在TSMF内部和周围介质中传播，形成两束光的干涉。FBG则作为温度传感元件，对折射率变化不敏感。
- 制备过程包括光纤的锥化、切割和熔接。具体步骤为：首先将MMF与输入单模光纤（Single Mode Fiber, SMF）熔接，并切割至约1毫米长度；接着将TSMF切割至设计长度，并与MMF熔接；最后将FBG与MMF串联，完成传感器的制备。
折射率实验：
温度实验：
主要结果
1. 折射率测量结果：
- 空气折射率测量中，MZI的折射率灵敏度为-3244.22 nm/RIU，FBG对折射率变化不敏感。
- 液体折射率测量中，MZI的折射率灵敏度为-14296.23 nm/RIU，FBG仍对折射率变化不敏感。
- TSMF长度对折射率灵敏度的影响较小，但会影响FSR和机械稳定性。
结论
本研究提出了一种基于MZI和FBG的温度补偿高灵敏度折射率传感器，实验结果表明该传感器具有优异的传感性能。MZI在空气和液体中的折射率灵敏度分别为-3244.22 nm/RIU和-14296.23 nm/RIU，温度灵敏度为35.18 pm/℃。FBG的温度灵敏度为12.25 pm/℃，且对折射率变化不敏感。通过结合MZI和FBG的响应，该传感器能够同时测量温度和折射率，克服了温度串扰问题。该传感器具有结构紧凑、制备简单和高灵敏度的优点，可进一步应用于实际环境中。
研究亮点
1. 高灵敏度：MZI在液体中的折射率灵敏度高达-14296.23 nm/RIU，远高于传统传感器。
2. 温度补偿：通过结合MZI和FBG，实现了温度补偿，消除了温度对折射率测量的影响。
3. 结构简单：传感器制备过程简单，成本低，易于推广。
4. 广泛应用：该传感器适用于多种环境，特别是在液体折射率测量中具有重要应用价值。
其他有价值的内容
本研究还探讨了TSMF长度对折射率灵敏度的影响，发现TSMF长度对折射率灵敏度的影响较小，但会影响FSR和机械稳定性。这一发现为传感器的优化设计提供了重要参考。此外，研究还详细描述了传感器的制备过程，包括光纤的锥化、切割和熔接，为其他研究者提供了实用的技术指导。