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啁啾相移光纤光栅分布式应变与应变点精确定位传感研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TN929.11[电子电信—通信与信息系统;电子电信—信息与通信工程]
  • 作者机构:北京交通大学光波技术研究所、全光网络与现代通信网教育部重点实验室,北京100044
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:61525501)资助的课题
中文摘要:

利用啁啾相移光纤光栅狭缝的中心波长对应变点和应变量的波长敏感性,实现应变与应变点精确定位的传感.当啁啾光纤光栅上的某一位置产生微应变时,该应变点会产生相移,其频谱则会出现一个与之对应的狭缝,且狭缝的深度和中心波长与应变的大小和位置相关.当串接不同中心波长的啁啾光纤光栅后,即可实现一定范围内的分布式应变与应变点精确定位检测.本文通过V-I传输矩阵法建立了狭缝深度和中心波长关于应变量和应变位置的理论模型,分析结果表明理论上可以实现微米量级的精确定位.搭建了级联啁啾相移光纤光栅的分布式应变传感装置,实验获得的最大应变灵敏度为0.19 pm/με.该精确定位传感装置在先进制造、精密加工、航空航天、铁路系统等高新技术领域具有重要的应用前景.

英文摘要:

A corresponding peak appears on the transmission spectrum, when the micro-strain is induced in a chirped fiber Bragg grating(CFBG). The center wavelength of the peak is sensitive to the location and magnitude of the strain,thus, the CFBG can be used in distributed strain and strain-points precise position sensing. The depth and center wavelength of the peak are determined by the magnitude and location of the strain. The cascaded CFBGs under different center wavelengths can realize the distributed strain and strain-point precise positioning. Considering the fact that the depth and center wavelength of the peak are related to the magnitude and location of strain, a theoretical model is established with V-I transmission matrix formalism. Theoretically, cascaded CFGBs can realize accurately the positioning of micron-scale. Experimentally, two CFBGs are cascaded and a sensitivity of 0.19 pm/με is obtained. The proposed precise position sensing can be applied to the fields of advanced manufacturing, precision machining, aerospace,railway-system, etc.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876