摘要：设计了一款基于飞秒激光直写的法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)干涉型光纤传感器,实现了位移与外部应变双参数的测量,研究了该传感器的实现原理,并进行实验验证。首先用飞秒脉冲激光在标准单模光纤(single mode fiber,SMF)的纤芯的纵向上刻两道长度为48μm的线,两线间的距离为105μm,形成一个F-P谐振腔,将该结构的其中一端切平,与一个全反镜共同形成一个复合的干涉仪,从而构成位移传感器;再将切平的那一端打结,又可以进行应力的测量。实验结果表明,该结构在Dip1位置的位移灵敏度为-440.3 pm/μm,线性拟合系数为0.9903;该结构打结后,可以测得Dip2位置的应变灵敏度为1.2 pm/με,线性拟合系数为0.9924。传感器制作简单,成本低,结构微小,线性度良好,容易重复。该传感器在位移传感和应变传感领域中均具有一定的实用价值。

摘要：为了获得能够实现双参量同时测量的高灵敏度光纤传感器,设计了一款单模光纤-无芯光纤-单模光纤拼接结构的马赫-泽德尔干涉仪(MZI)传感器,通过对无芯光纤进行精准拉锥,提高了传感器对外界参量变化的敏感度。实验研究了传感器透射谱与轴向应变和环境折射率之间的变化规律,发现传感器透射谱谐振峰波谷的中心波长与轴向应变、折射率之间均有很好的线性关系,最大应变灵敏度为7.829 pm/με,最大折射率灵敏度为330.2 nm/RIU。此外,利用轴向应变与环境折射率灵敏度构建测量矩阵,消除了交叉敏感,实现了轴向应变与环境折射率的同时测量。

摘要：为了实现多参量的同时测量,制作了一种将两根单模光纤的一端起球后,并在中间熔接一根3.4 cm长的细芯光纤;然后在细芯中间拉锥,从而构成马赫-曾德尔干涉仪;利用传感器透射谱中特定波长范围内的不同谐振峰,完成温度与相对湿度的同时测量。结果表明:传感器透射谱谐振峰波谷Dip1和波峰Dip2的中心波长随温度变化、相对湿度变化均有很好的线性关系。特别是在谐振峰波峰Dip2的中心波长处测得温度灵敏度达到35.79 pm/℃,湿度灵敏度达到45 pm/%RH。设计出的传感器结构简单、成本低、灵敏度高、结构重复性好,在环境监测和安全监测等领域能起到重要作用。

摘要：在工业生产与科学研究中,常会遇到高温测量,光纤高温传感器有很大的市场需求。本文提出并演示了一款新颖的迈克尔逊干涉仪高温传感器,迈克尔逊干涉仪是由飞秒激光在单模光纤纤芯诱导的折射率修饰区与光纤光滑的端面形成。折射率修饰区是用飞秒激光直接在单模光纤纤芯写成,它消除了传统干涉仪制造中所需的拼接或拉锥过程,显著提高了传感器的鲁棒性。实验研究发现该传感器具有较好的高温敏感性,最高测量温度达到600℃,线性度达99.57%,高温灵敏度为16.9 pm/℃。设计的传感器结构非常简单,可用于油气田开发和石油探测等领域的远距离温度测量。

摘要：为了满足工业生产与科学研究对折射率与温度同时测量的需求,一款新型光纤传感器被设计了。传感器是利用无芯光纤(no-core fiber,NCF)与长周期光纤光栅(long period fiber grating,LPFG)级联构成,其中NCF对折射率比较敏感,LPFG对温度较敏感。实验选择传感器透射谱谐振峰波谷Dip 3(由NCF激发)和Dip 4(由LPFG激发)来进行环境温度与折射率测量。实验发现Dip 3和Dip 4的中心波长随温度变化有很好的线性关系,温度灵敏度分别为9.46 pm/℃和19.88 pm/℃。当环境折射率在1.33-1.38范围变化时,Dip 3的中心波长与折射率之间存在极好的线性关系,折射率灵敏度为102.80 nm/RIU,而Dip 4的中心波长对折射率变化不敏感。利用Dip 3与Dip 4的温度和折射率灵敏度构建灵敏度测量矩阵,实现了折射率和温度的同时测量,消除了交叉敏感。设计的传感器结构简单、折射率灵敏度高、成本低、结构重复性好,能够满足工程实际的需求。

摘要：利用高频CO_(2)激光器刻写了性能优良的长周期光纤光栅,然后在长周期光纤光栅近端用光纤切割刀切割出一个光滑的反射面,利用该反射面与长周期光纤光栅一起构成一个简捷的在线光纤迈克尔逊干涉仪。实验研究发现干涉仪的反射谱谐振峰波长随环境温度与轴向应变线性漂移,通过解调波长的漂移量能够测量出环境温度与轴向应变。实验获得温度灵敏度为47.76 pm/℃,应变灵敏度为1.805 pm/με。设计的干涉仪结构简单,制作容易,成本低,灵敏度高,能够用于环境温度与轴向应变的测量。它在环境监测、大型建筑健康监控、工业生产等方面具有一定的应用前景。

摘要：设计了一款基于光纤法布里-珀罗(F-P)干涉仪型的位移传感器。首先将单模光纤和无芯光纤拼接在一起,把无芯光纤的末端切成平面,然后把该结构固定在精密位移平台上,最后在无芯光纤末端位置处垂直放置一面全反镜,构成一个复合的F-P干涉仪。实验中,调节精密位移平台上的千分尺来改变无芯光纤与平面镜镜面的距离,从而改变F-P干涉仪的腔长。实验结果表明,干涉仪的反射谱谐振峰中心波长随位移变化发生线性漂移,通过考察中心波长漂移量实现位移量的精确测量。实验获得传感器最大位移灵敏度为-80.95 pm/μm,测量最大位移量为160μm。设计的光纤位移传感器结构简单,易制作及灵敏度高,在航空航天、海底探测等精度要求较高的微位移测量场合具有一定的应用前景。

摘要：基于干涉仪型光纤传感器的基本原理,利用大芯径多模光纤与单模光纤的耦合特性,设计了一款"单模光纤-多模光纤-单模光纤"结构的光纤传感器。由于光纤芯径不匹配,形成Mach-Zehnder干涉仪。干涉仪的透射谱具有许多稳定的谐振峰,自由空间光谱间隔大。这些谐振峰的中心波长对环境温度与轴向应变较敏感,因此可以通过考察谐振峰的中心波长随环境温度与轴向应变的变化关系进行温度与应变测量。利用波长调制法,获得最大温度灵敏度为12.00 pm/℃,最大应变灵敏度为-1.709 pm/με。由于温度与应变变化引起谐振峰的中心波长向不同方向漂移,通过监测两个谐振峰的中心波长同时随环境温度与轴向应变的变化关系,构建测量矩阵实现多参量同时测量。传感器具有结构简单、制作容易、重复性好、成本低、灵敏度较高等优点,具有一定的应用前景。

摘要：利用高频CO2激光器分别在细芯光纤和普通单模光纤中刻写了光栅周期参数相同的长周期光纤光栅,然后采用提拉法分别在这两个长周期光纤光栅的包层表面涂覆了聚乙烯醇(PVA)薄膜,构造了两款光纤湿度传感器。对比研究了这两款光纤湿度传感器的湿度与温度传感特性。实验结果表明,两款湿度传感器通过解调透射谱的波长偏移,实现了环境相对湿度(RH)的测量。同时,在环境湿度高时具有很高的湿度灵敏度,在环境湿度低时灵敏度较低。细芯长周期光纤光栅湿度传感器对湿度变化的响应时间短响应速度更快,同时它对环境温度变化的敏感度低,环境温度变化对湿度测量交叉敏感小。设计的湿度传感器结构简单、成本低、制作方便、灵敏度高、响应快速,在分析化学、环境监测和生物传感方面有一定应用前景。