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CO2激光刻写长周期光纤光栅与光纤MZ结构的双参数传感特性
  • ISSN号:1007-2276
  • 期刊名称:《红外与激光工程》
  • 时间:0
  • 分类:TN253[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]北京信息科技大学光电信息与仪器北京市工程研究中心,北京100016, [2]现代测控技术教育部重点实验室,北京100192, [3]北京信息科技大学光电测试技术北京市重点实验室,北京100192
  • 相关基金:教育部“长江学者和创新团队”发展计划(IRT-16R07);北京市教委2015年度创新能力提升计划项目(TJSHG201510772016);国家自然科学基金(51535002);北京市自然科学基金青年项目(4164084);北京市教育委员会科技计划一般项目(KM201611232006)
中文摘要:

为了实现温度与应变的双参数高精度传感测量,提出了一种CO。激光刻写长周期光纤光栅(LongPeriodFiberGrating,LPFG)与光纤马赫一增德尔(MZ)干涉型结构的光纤传感器,利用C02激光刻写制作LPFG并利用错位熔接法制备光纤MZ结构,将二者级联并实时监测温度及应变变化时的透射谱变化,研究了其传感原理并验证了其温度及应变传感特性。实验结果表明:该双参数光纤传感器的LPFG仅对温度敏感,MZ干涉结构对温度和应变都敏感;在温度范围35~70℃时,LPFG特征波长升温灵敏度38.57pm/℃,降温灵敏度39.17pm/℃;MZ干涉结构特征波长升温灵敏度38.57pm/℃,降温灵敏度为37.50pm/℃;当应变范围0~450με时,MZ干涉结构加载灵敏度4.01pm/με,卸载灵敏度为4.24pm/με。为温度和应变的实时测量提供了一种灵敏度高、线性度好的光纤传感器。

英文摘要:

In order to achieve the temperature and strain of the two-parameter high-precision sensor measurements, a dual-parameter measurement of long period fiber grating(LPFG) fabricated by CO2 laser cascaded with fiber Mach-Zehnder (MZ) interference structure was proposed. The LPFG was fabricated using the CO2 laser and the fiber MZ structure was fabricated using dislocation welding method. The sensing principle was derived and the transmission spectrum of the cascaded structure was monitored for temperature and strain measurements. The experimental results show that the LPFG is sensitive only to the temperature while the MZ structure is sensitive to both temperature and strain, when the temperature varied from 35℃ to 70℃, the LPFG sensitivities for warming and cooling are 38.57 pm/℃ and 39.17 pm/℃, respectively, while the MZ structure sensitivities are 38.57 pm/℃ and 37.50 pm/℃, respectively. When the strain varied from 0 με to 450 με, the MZ structure sensitivities for loading and unloading are 4.01 pm/με and 4.24 pm/με, respectively. A sensor with high sensitivity and good linearity for real-time and dynamic range measurements of dual-parameter was developed.

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期刊信息
  • 《红外与激光工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国航天科工集团
  • 主办单位:天津津航技术物理研究所
  • 主编:张锋
  • 地址:天津市空港经济区中环西路58号
  • 邮编:300308
  • 邮箱:irla@csoe.org.cn
  • 电话:022-58168883 /4/5
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-2276
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1261/TN
  • 邮发代号:6-133
  • 获奖情况:
  • 1996年获航天系统第五次科技期刊评比三等奖,1998年获航天系统第六次科技期刊评比二等奖,1997-2001年在天津市科技期刊评估中被评为一级期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,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:17466