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膜片式微型F-P腔光纤压力传感器 被引量：27
1
作者 于清旭 贾春艳 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期2887-2892,共6页
为满足工业和生物医学领域对微型化传感器的需求,实验研究了基于Fabry-Perot(F-P)干涉仪原理的膜片式微型光纤压力传感器的制作工艺。在单模光纤端面上直接熔接外径约175μm的毛细石英管,在石英管的另一端制作敏感膜片,从而使光纤端面... 为满足工业和生物医学领域对微型化传感器的需求,实验研究了基于Fabry-Perot(F-P)干涉仪原理的膜片式微型光纤压力传感器的制作工艺。在单模光纤端面上直接熔接外径约175μm的毛细石英管,在石英管的另一端制作敏感膜片,从而使光纤端面与膜片内表面之间形成F-P干涉腔。采用电弧熔接、切割、腐蚀膜片等方法制作了石英膜片式压力传感器,该传感器在0～3.1MPa内F-P腔的腔长变化灵敏度为41.09nm/MPa,压强测量分辨率为681Pa,并具有很小的温度敏感系数。在30～140℃,温度交差敏感<1.07kPa/℃。为了克服石英膜片减薄困难的缺点,选用聚合物材料(PSQ)作为压力敏感膜片制作了F-P传感器。室温下在0.1～2.1MPa,PSQ膜片的F-P腔长变化灵敏度达到1886.85nm/MPa,压强测量分辨率达到53Pa,十分接近人类或其他动物的体内压强测量水平。 展开更多
关键词 光纤fabry-perot腔 微型压力传感器 石英膜片 聚合物膜片
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基于双可调谐激光器的光纤法布里-珀罗声振动传感解调系统研究 被引量：6
2
作者 樊茁 王双 +3 位作者 刘铁根 刘琨 何盼 张天昊 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2016年第4期213-219,共7页
为实现光纤法布里-珀罗（F-P）腔初始腔长和腔长变化量在宽范围条件下的声振动传感解调,提出了基于双可调谐激光器的正交相位提取方法。理论计算了保持相位正交的光纤F-P腔初始腔长范围。仿真和实验研究了初始腔长漂移对信号解调的影响... 为实现光纤法布里-珀罗（F-P）腔初始腔长和腔长变化量在宽范围条件下的声振动传感解调,提出了基于双可调谐激光器的正交相位提取方法。理论计算了保持相位正交的光纤F-P腔初始腔长范围。仿真和实验研究了初始腔长漂移对信号解调的影响,实验通过改变温度实现了初始腔长0～2.2μm的漂移,在此情况下对干涉强度法和正交相位提取法解调结果进行了对比分析,正交相位提取法解调信号幅值相对变化小于5.3%,其稳定性比干涉强度法解调信号幅值稳定性提高了12.4倍。利用波长调谐补偿实现了传感器初始腔长范围55～130μm的覆盖,解调信号幅值相对变化小于4.9%。 展开更多
关键词 传感器 光纤声振动传感 光纤法布里-珀罗腔 波长调谐 相位解调
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光纤法布里-珀罗传感器的条纹计数法解调误差研究 被引量：4
3
作者 许亨艺 雷小华 +1 位作者 陈伟民 陈涛 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期59-63,共5页
为探究光纤法布里-珀罗传感器条纹计数法的解调准确度,对基于波峰波谷复合算法的条纹计数法的腔长解调误差及其影响因素进行了理论推导、仿真分析和实验验证.结果表明:光纤法布里-珀罗传感器干涉光谱的干涉级次及干涉级次差、波峰波谷... 为探究光纤法布里-珀罗传感器条纹计数法的解调准确度,对基于波峰波谷复合算法的条纹计数法的腔长解调误差及其影响因素进行了理论推导、仿真分析和实验验证.结果表明:光纤法布里-珀罗传感器干涉光谱的干涉级次及干涉级次差、波峰波谷的位置准确度是影响解调准确度的主要因素;干涉级次随腔长的变化导致腔长解调结果产生周期性跳动误差,跳动周期约为光源中心波长的1/4;周期性跳动误差的幅度受波峰波谷位置准确度的影响,波峰波谷位置准确度越低,周期性跳动误差幅度越大,腔长解调误差越大. 展开更多
关键词 信号解调 光纤法布里-珀罗传感器 条纹计数法 腔长 误差
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可调腔长全光纤F-P腔纳米位移传感器的实验研究 被引量：4
4
作者 吴宇 曾旭 +1 位作者 刘晓 杨国光 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1196-1199,共4页
采用一种可变腔长的全光纤结构Fabry-Perot(F-P)腔作为传感器件构建了纳米微位移传感系统,利用高精度的压电陶瓷驱动器模拟微位移输出。通过频域插值的方式对F-P腔输出光谱解调,计算出腔长值。实验结果表明,输出光谱解调后的腔长值与压... 采用一种可变腔长的全光纤结构Fabry-Perot(F-P)腔作为传感器件构建了纳米微位移传感系统,利用高精度的压电陶瓷驱动器模拟微位移输出。通过频域插值的方式对F-P腔输出光谱解调,计算出腔长值。实验结果表明,输出光谱解调后的腔长值与压电陶瓷实际的驱动量相吻合,静态位移分辨率小于4nm,最大测量范围可达50μm。采用对光强进行高频调制和相位解调的方式提高了系统的动态测量精度和稳定性。该系统体积小,灵敏度高,重复性好,并且不受电磁场干扰,便于用MOEMS技术制作成微型传感器。 展开更多
关键词 光纤F-P传感器 微位移测量 腔长可调 光谱解调
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基于石墨烯膜的光纤Fabry-Perot腔干涉特性分析 被引量：1
5
作者 李成 郭婷婷 +2 位作者 肖俊 樊尚春 靳伟 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期574-579,共6页
针对以新型材料石墨烯为膜片的光纤法珀压力传感器,应用圆薄膜大挠度弹性理论,利用有限元法分析了均布载荷下石墨烯膜的挠度形变;并基于Fabry-Perot干涉仪原理,建立了光纤Fabry-Perot腔压力传感的数学模型.根据石墨烯膜折射率特性,分析... 针对以新型材料石墨烯为膜片的光纤法珀压力传感器,应用圆薄膜大挠度弹性理论,利用有限元法分析了均布载荷下石墨烯膜的挠度形变;并基于Fabry-Perot干涉仪原理,建立了光纤Fabry-Perot腔压力传感的数学模型.根据石墨烯膜折射率特性,分析了层数、入射光角度等参数对石墨烯膜反射率的影响,获取了腔长损耗以及薄膜挠度形变导致腔长变化而引起的干涉光谱变化规律.仿真结果表明,增加薄膜层数可提高反射率、改善干涉性能;但随着载荷增加,其对挠度形变的影响表现为反向递减效应.8层石墨烯薄膜可获得0.715%的反射率,且当腔长为40μm时,直径25μm薄膜的理论压力灵敏度约为10 nm/k Pa.这为基于多层石墨烯的膜片式光纤压力传感器的设计提供了理论依据. 展开更多
关键词 光纤fabry-perot腔 石墨烯膜 大挠度 干涉特性 压力传感器
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基于双光子聚合3D打印的光纤法珀微波导腔制备及传感特性研究 被引量：1
6
作者 陈茂庆 刘思源 +2 位作者 蔡露 刘强 赵勇 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期120-126,共7页
将光纤法布里-珀罗(法珀)微腔与微波导相结合,提出一种光纤法珀微波导腔高灵敏度折射率传感器。光纤法珀微腔可以将光场限制在微米量级的区域内,并对腔内的微波导结构起支撑保护作用;微波导在保证结构良好导光能力的同时,基于其强倏逝... 将光纤法布里-珀罗(法珀)微腔与微波导相结合,提出一种光纤法珀微波导腔高灵敏度折射率传感器。光纤法珀微腔可以将光场限制在微米量级的区域内,并对腔内的微波导结构起支撑保护作用;微波导在保证结构良好导光能力的同时,基于其强倏逝场特性,进一步提升整体结构的折射率灵敏度。此外,基于飞秒激光双光子聚合高精度3D打印技术,可实现波导直径仅为2μm的光纤法珀微波导腔,并保证良好的制备重复性。实验结果表明:随着光纤法珀微波导腔传感器腔内液体折射率的增加,传感器的干涉光谱发生蓝移,在1.3346~1.3764折射率范围内灵敏度可达525.81 nm/RIU,与仿真获得折射率灵敏度(555.14 nm/RIU)结果接近;该传感器还展现了优良的线性响应特性,线性拟合系数可达0.9948;相比于传统无微波导的光纤法珀微腔结构,干涉光谱峰值提升了8.2 dB,折射率灵敏度提升了近4倍。 展开更多
关键词 光纤传感器 光纤法珀微波导腔 微波导 双光子聚合3D打印 折射率
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用于义齿压力分布式测量的光纤MEMS压力传感器 被引量：2
7
作者 郑志霞 黄元庆 冯勇建 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2261-2266,共6页
根据Fabry-Prot(F-P)腔的干涉原理,采用微机电系统(MEMS)工艺,研制出一种用于义齿压力检测的F-P腔光纤微型压力传感器。传感器膜片厚为6μm,膜片边长为100μm。在与义齿基托相同材料的树脂底基上,挖边长为1.2mm、深度为0.8mm平整的方形... 根据Fabry-Prot(F-P)腔的干涉原理,采用微机电系统(MEMS)工艺,研制出一种用于义齿压力检测的F-P腔光纤微型压力传感器。传感器膜片厚为6μm,膜片边长为100μm。在与义齿基托相同材料的树脂底基上,挖边长为1.2mm、深度为0.8mm平整的方形小坑,将传感器分布式埋植入底基,并用自制的施加压力的装置对传感器加压测试。用双波长方法解调干涉信号,用阵列波导光栅(AWG)复用传感器,从而实现对口腔义齿下方组织压力的分布式测量。测量结果表明,当义齿加载0～0.6MPa压力时,系统的相对反射率比值/压力可达0.020 1/MPa,测量结果具有良好的线性度,测量系统的复用能力强,且复用传感器之间没有串扰,适用于义齿对口腔下方组织压力的分布式测量。 展开更多
关键词 义齿 压力测量 微机电系统(MEMS) fabry-perot(F—P)腔光纤压力传感器 复用 阵列波导光栅(AWG)
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