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基于PDMS膜封装空芯光纤的级联双腔温度传感器 被引量：10
1
作者 徐廷廷 杨玉强 +3 位作者 杨文龙 王骥 刘家成 朱世伟 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期70-77,共8页
提出并制备了一种基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜封装空芯光纤的级联双腔温度传感器。该传感器由空气腔(FP1)和PDMS腔(FP2)级联而成,且PDMS腔长度远小于空气腔长度,从而使该传感器满足游标效应产生条件[FP1腔与复合腔FP3(由FP1和FP2组成)... 提出并制备了一种基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜封装空芯光纤的级联双腔温度传感器。该传感器由空气腔(FP1)和PDMS腔(FP2)级联而成,且PDMS腔长度远小于空气腔长度,从而使该传感器满足游标效应产生条件[FP1腔与复合腔FP3(由FP1和FP2组成)的光程接近]。当外界温度变化时,PDMS膜向两侧膨胀,导致FP1腔和FP3腔的干涉谱向相反的方向移动。实验结果表明,FP1腔和FP3腔干涉谱产生了游标效应,干涉谱包络明显;在50~60℃范围内,温度灵敏度达到1.32 nm/℃,该结果与理论分析结果相符。该传感器具有体积小、结构轻、灵敏度高、制备简单等优点,在化学、生物、医疗等领域具有潜在的应用价值。 展开更多
关键词 光纤传感器 游标效应 法布里-珀罗干涉仪 高灵敏温度检测
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基于SI和FPI级联谐波游标效应的光纤温度传感器 被引量：2
2
作者 杨玉强 李雨婷 +3 位作者 牟小光 高佳乐 张钰颖 毕磊 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第13期233-242,共10页
设计了一种基于谐波游标效应的光纤温度传感器,该传感器由光纤萨尼亚克干涉计(SI)和法布里-珀罗干涉计(FPI)级联而成,其中FPI的自由光谱范围近似为SI的整数倍。将FPI作为参考干涉计,通过改变SI中熊猫光纤的长度,分别制备了基于0阶、1阶... 设计了一种基于谐波游标效应的光纤温度传感器,该传感器由光纤萨尼亚克干涉计(SI)和法布里-珀罗干涉计(FPI)级联而成,其中FPI的自由光谱范围近似为SI的整数倍。将FPI作为参考干涉计,通过改变SI中熊猫光纤的长度,分别制备了基于0阶、1阶和2阶谐波游标效应的光纤温度传感器。实验结果表明:当游标效应放大倍率相同时,0阶、1阶和2阶谐波游标效应对应的光纤传感器具有几乎相同的温度灵敏度,但谐波游标效应对应的熊猫光纤长度失谐量明显大于普通游标效应,且阶数越高对应的失谐量越大。从放大倍率控制和制备难度上讲,谐波游标效应明显优于普通游标效应。以上实验结果与理论分析结果相吻合。 展开更多
关键词 传感器 熊猫光纤 谐波游标效应 温度传感器 光纤法布里-珀罗干涉计 萨尼亚克干涉计
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基于Sagnac干涉计谐波游标效应的光纤温度传感器 被引量：1
3
作者 杨玉强 张钰颖 +3 位作者 李雨婷 高佳乐 牟小光 毕磊 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期120-129,共10页
提出一种基于双萨格奈克(Sagnac)干涉计谐波游标效应的光纤温度传感器,在该传感器中,传感干涉计中熊猫光纤的长度约为参考干涉计中熊猫光纤的整数倍。理论分析与实验结果表明,当游标放大倍率相同时,基于谐波游标效应和基于普通光学游标... 提出一种基于双萨格奈克(Sagnac)干涉计谐波游标效应的光纤温度传感器,在该传感器中,传感干涉计中熊猫光纤的长度约为参考干涉计中熊猫光纤的整数倍。理论分析与实验结果表明,当游标放大倍率相同时,基于谐波游标效应和基于普通光学游标效应的双Sagnac干涉计具有相同的温度灵敏度,但谐波游标效应对应的熊猫光纤长度失谐量明显大于普通光学游标效应,且阶数越高对应的失谐量越大。由于失谐量越大,游标放大倍率越容易控制和实现,因此,从制备角度上讲,谐波游标效应明显优于普通光学游标效应。该研究可为后续光学游标效应的研究提供重要参考。 展开更多
关键词 光纤传感器 Sagnac干涉计 谐波游标效应 普通游标效应 温度传感
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基于增强型谐波游标效应的光纤温度传感器
4
作者 林子曦 李雨婷 +2 位作者 杨玉强 李依潼 张钰颖 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第15期2344-2354,共11页
提出一种基于增强型谐波游标效应增敏的光纤温度传感器,该传感器由光纤萨格奈克干涉计(Sagnac Interferometer,SI)和法布里-珀罗干涉计(Fabry-Perot Interferometer,FPI)级联构成。通过控制FPI的自由光谱范围为SI的自由光谱范围的整数... 提出一种基于增强型谐波游标效应增敏的光纤温度传感器,该传感器由光纤萨格奈克干涉计(Sagnac Interferometer,SI)和法布里-珀罗干涉计(Fabry-Perot Interferometer,FPI)级联构成。通过控制FPI的自由光谱范围为SI的自由光谱范围的整数倍且两者具有相反的温度响应,实现增强型谐波游标效应。实验结果表明,增强型谐波游标效应和增强型普通游标效应具有几乎相同的温度灵敏度,分别为单个FPI和SI灵敏度的28.7倍和16.9倍,增强型谐波游标放大倍率分别为普通谐波游标放大倍率的3.4倍和1.8倍,但增强型谐波游标效应对应的熊猫光纤长度失谐量明显大于增强型普通游标效应,且阶数越高对应的失谐量越大,因此,增强型谐波游标放大倍率更容易控制和实现。该传感器在获取高灵敏度的同时,稳定性能好、制备成本低,具有非常好的应用前景。 展开更多
关键词 光纤传感器 法布里-珀罗干涉计 萨格奈克干涉计 增强型游标效应 谐波游标效应 温度传感器
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基于增强型游标效应的光纤温度传感器 被引量：3
5
作者 高佳乐 杨玉强 +3 位作者 牟小光 张钰颖 李雨婷 李依潼 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第24期3531-3539,共9页
提出了一种基于增强型游标效应增敏的高灵敏度光纤温度传感器,该传感器由对温度均敏感的法布里-珀罗干涉计(Fabry-Perot Interferometer,FPI)与萨格奈克干涉计(Sagnac Interferometer,SI)级联构成。FPI为聚二甲基硅氧烷(PDMS)填充空芯光... 提出了一种基于增强型游标效应增敏的高灵敏度光纤温度传感器,该传感器由对温度均敏感的法布里-珀罗干涉计(Fabry-Perot Interferometer,FPI)与萨格奈克干涉计(Sagnac Interferometer,SI)级联构成。FPI为聚二甲基硅氧烷(PDMS)填充空芯光纤(HCF)形成的PDMS腔,SI由单模光纤环内熔接一段熊猫光纤而成。FPI和SI具有相反的温度响应,随温度的升高,FPI的干涉谱逐渐红移,而SI的干涉谱逐渐蓝移,从而产生增强型游标效应,其温度灵敏度远大于单个FPI或单个SI,且放大倍率明显高于普通游标效应。实验结果表明:36~39℃温度范围内,该传感器温度灵敏度达到了-57.85 nm/℃,分别为单个FPI和SI灵敏度的44.8倍和30.8倍,分别为普通游标效应放大倍率的2.56倍和1.66倍。该传感器具有灵敏度高、稳定性能好、制备成本低等优点,具有非常好的应用前景。 展开更多
关键词 光纤传感器 法布里-珀罗干涉计 萨格奈克干涉计 增强型游标效应 聚二甲基硅氧烷
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温度不敏感的光纤双腔盐度传感器
6
作者 李依潼 杨玉强 +2 位作者 牟小光 王骥 高佳乐 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1283-1292,共10页
针对光纤微腔盐度传感器的温度交叉敏感问题,设计了一种基于陶瓷插芯和氧化锆套筒相结合的开放式盐水腔,利用氧化锆的正热膨胀系数抵消盐水的负热光系数,补偿温度对盐度测量的影响。为进一步提高盐度检测灵敏度,将开放盐水腔和封闭空气... 针对光纤微腔盐度传感器的温度交叉敏感问题,设计了一种基于陶瓷插芯和氧化锆套筒相结合的开放式盐水腔,利用氧化锆的正热膨胀系数抵消盐水的负热光系数,补偿温度对盐度测量的影响。为进一步提高盐度检测灵敏度,将开放盐水腔和封闭空气腔并联,通过精确控制两腔的自由光谱范围,使干涉谱产生游标效应,利用游标现象实现盐度灵敏度放大。实验结果表明:盐水腔的温度灵敏度仅为0.025 nm/℃,远低于盐水热光系数导致的温度灵敏度(-0.35nm/℃);在0~3%的盐度内,并联双腔的盐度灵敏度达到了0.180 8 nm/%,比单个盐水腔的盐度灵敏度提高了10.5倍。该传感器具有易于制造、灵敏度高、性能稳定等优点,理论上可实现温度的完全补偿。 展开更多
关键词 法布里-珀罗干涉仪 光纤传感器 盐度 温度补偿
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一阶光学游标效应的全光纤温度传感器
7
作者 杨玉强 张钰颖 +5 位作者 高佳乐 边缘 牟小光 王骥 杨文虎 王文华 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期234-240,共7页
本文提出并制备了一种基于法布里-珀罗干涉计(FPI)和迈克尔逊干涉计(MI)并联的全光纤温度传感器,该传感器由单模光纤依次错位熔接一段悬浮芯光纤和一段单模光纤而成,熔接和切割形成的反射面构成了FPI干涉计和MI干涉计,且MI干涉计的光程... 本文提出并制备了一种基于法布里-珀罗干涉计(FPI)和迈克尔逊干涉计(MI)并联的全光纤温度传感器,该传感器由单模光纤依次错位熔接一段悬浮芯光纤和一段单模光纤而成,熔接和切割形成的反射面构成了FPI干涉计和MI干涉计,且MI干涉计的光程约为FPI干涉计光程的2倍(略大于2倍),从而,两干涉计产生了一阶谐波游标效应。实验结果表明,该传感器干涉谱中出现了具有明显一阶谐波游标效应特征的双包络,且随着温度的升高,干涉谱双包络逐渐红移,红移量远大于单个MI干涉计;在20℃~120℃的温度范围内,该传感器的温度灵敏度为208 pm/℃,约为单个MI干涉计的20.8倍,约为单个FPI干涉计的245倍;升降温实验以及同一温度多次测量实验均表明,该传感器具有良好的重复性和稳定性。该传感器在同一根光纤内实现了FPI和MI并联,其传感头总长度仅约为584.4μm,且为全光纤尖端结构,因此,特别适合于小空间环境高温检测。 展开更多
关键词 光纤传感器 法布里-珀罗干涉计 迈克尔逊干涉计 光学游标效应
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基于聚二甲基硅氧烷增敏的级联双腔温度传感器 被引量：2
8
作者 杨玉强 高佳乐 +4 位作者 牟小光 王骥 杨文虎 李依潼 王楚虹 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第19期51-58,共8页
提出并制备了一种基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)增敏的级联双腔温度传感器,该传感器由PDMS腔和空气腔级联而成,且级联双腔的光程相近,从而干涉谱产生游标效应。此外,空气腔的两端均为PDMS,当温度增加时,空气腔两端的PDMS因膨胀同时挤压空气... 提出并制备了一种基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)增敏的级联双腔温度传感器,该传感器由PDMS腔和空气腔级联而成,且级联双腔的光程相近,从而干涉谱产生游标效应。此外,空气腔的两端均为PDMS,当温度增加时,空气腔两端的PDMS因膨胀同时挤压空气腔,大幅提高了空气腔的温度响应。在PDMS膨胀和游标效应的双重作用下,该传感器具有非常高的温度灵敏度。实验结果表明,在40~42℃范围内,传感器的温度灵敏度约为-20.55 nm/℃,相比单个PDMS腔提高了37倍。该传感器具有结构紧凑、灵敏度高、稳定性好等优点,具有很好的应用前景。 展开更多
关键词 光纤光学与光通信 光纤传感器 法布里-珀罗干涉仪 游标效应 聚二甲基硅氧烷
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