书书书
第
28
卷
光
学
学
报
光学前沿———信息光学
2008
年
12
月
犃犆犜犃犗犘犜犐犆犃犛犐犖犐犆犃
专
刊
文章编号
:
02532239
(
2008
)
su
pp
lement2033504
半导体吸收型光纤温度传感器线性度分析
孙
炫
1
黎
敏
1
周
聪
1
李玉林
2
(
1
武汉理工大学物理系,湖北 武汉
430070
;
2
武汉神州光电检测设备有限公司,湖北 武汉
430070
)
摘要
良好的线性度能提高有效测量区域的精度。为提高半导体吸收型光纤温度 计的测 量精 度和范 围,根 据光源
发射谱应能覆盖半导体的吸收边原理,利用在常温下发射 波长 为
850nm
的光 源,着 重讨论 了半 导体吸 收谱 线 和光
源辐射光谱 的相互关系 对温度测量 线性度的影 响。通 过对
GaAs
材料的 吸收谱随光 子能量变化 规律的理论 分析,
以及光源输出光强随温度变化的实验数据的分析,将温度线性测量范围从
20 ℃
~
80 ℃
拓宽至
10 ℃
~
90 ℃
;从光
源的发射光谱特性和选用半导体材料的吸收谱线两个方面着手
,得出提高光源输出功 率可 相应拓 宽温 度的线 性测
量范围的结论
,为半导体吸收型光纤温度传感器的高精度测量提供参考。
关键词
光学器件;线性度;曲线拟合;精度
中图分类号
TN212.14
文献标识码
A
犱狅犻
:
10.3788
/
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狆
狉犲犮犻狊犻狅狀
作者简介:孙
炫(
1987-
),女,主要从事光学器件方面的研究。
Email
:
an
g
le870315
@
g
mail.com
导师简介:黎
敏(
1970-
),女,博士,教授,主要从事光传感方面的研究。
Email
:
min.zoe
@
g
mail.com
1
引
言
目前人们对半导体吸收式光纤温度传感器的研
究主要集中在三个 方面
:一是 对 温敏半导 体 材料的
研究;二是为了克服环境因素对系统的影响,进行补
偿光路的研究;三 是产品开 发。 随着人 们 对半导体
材料认识的不断深 入,以及 半 导体制造 和 加工工艺
水平的不断提高,实验室研 制 出的温度 传 感器的精
度和线性度不 断提高
。
M.M.Salour
等
[
1
]
于
1985
年研制的
GaAs
半导体吸收式光纤温度传感器的测
量精度在
0 ℃
~
90 ℃
温度范围 内 达
0.1 ℃
。国内
对半导体吸收型光 纤 温度传感 器 的研究起 步 较晚
,
兴起 于
20
世 纪
90
年 代 后 期。尽管 已 有 很 多 基 于
GaAs
和
CdTe
等直接带 隙 半导体材料的吸收型光
纤温 度传感探头 和系统结构 的研究
[
2
]
,但 是与国外