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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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具有复合式法珀腔的光纤压力传感器的解调 被引量：10
2
作者 姜丽娟 江俊峰 +4 位作者 刘铁根 刘琨 刘宇 梁霄 王少华 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期283-287,共5页
对由三个反射面构成的复合式法珀腔的光纤法珀压力传感器进行了输出光谱理论分析,提取了含有传感器腔长信息的包络.提出了基于干涉级次拟合的解调算法,仿真分析了传感法珀腔腔长范围为160～215μm的光谱信号.结果显示,在不同信噪比下,... 对由三个反射面构成的复合式法珀腔的光纤法珀压力传感器进行了输出光谱理论分析,提取了含有传感器腔长信息的包络.提出了基于干涉级次拟合的解调算法,仿真分析了传感法珀腔腔长范围为160～215μm的光谱信号.结果显示,在不同信噪比下,基于干涉级次拟合的算法可获得较好的测量准确度,同一信噪比下,该准确度不依赖腔长变化,也不依赖光谱解调波长分辨率变化.实验结果表明,基于干涉级次拟合结果曲线残差的均方根差为0.012μm,验证了该算法的有效性. 展开更多
关键词 光纤法珀 压力传感器 干涉 光谱
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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
3
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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小型化四通道光纤法珀传感器解调系统设计 被引量：1
4
作者 韩超 左方俊 +1 位作者 任乾钰 贾平岗 《电子测量技术》 北大核心 2022年第5期39-43,共5页
针对目前多通道光纤法珀压力传感器解调系统体积大、功耗高的不足,提出一种通过MEMS光开关快速连续切换实现四通道解调的方法,选用了一款低功耗CMOS图像传感器S11639并搭建了以FPGA为核心的硬件解调电路,通过编写S11639及AD9826驱动程... 针对目前多通道光纤法珀压力传感器解调系统体积大、功耗高的不足,提出一种通过MEMS光开关快速连续切换实现四通道解调的方法,选用了一款低功耗CMOS图像传感器S11639并搭建了以FPGA为核心的硬件解调电路,通过编写S11639及AD9826驱动程序完成多通道切换逻辑约束以及干涉光谱的采集,最后经过数据处理和传输部分将各通道所接传感器的腔长在上位机中实时显示。利用标准解调仪器确定标定系数并对4个通达所连接的压力传感器进行腔长的实际测量,腔长测量过程中均无跳点,说明设计的四通道解调系统标稳定性较好,误差较小。根据测量数据计算出每个通道的非线性度,4个通道中最大的非线性度为0.93%,同时每个通道的解调速度也能够达到10 Hz。 展开更多
关键词 四通道 小型化 MEMS光开关 光纤法珀压力传感器 S11639
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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
5
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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