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激光与光电子学进展
48
,
080603
(
2011
)
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○
C
2011
《中国激光》杂志社
用于强度解调型非本征法布里 珀罗腔
光纤传感器的光电转换卡
吕
涛
1
,
2
李正佳
2
夏丹青
2
(
1
中国地质大学数理学院,湖北 武汉
430074
;
2
华中科技大学武汉光电国家实验室,湖北 武汉
430074
)
摘要
利用双光路加参考臂的方法设计了 运 用 于 强 度 解 调 型 非 本 征 法 布 里 珀 罗 腔 光 纤 传 感 器 的 新 型 光 电 转 换
卡
,以有效地抑制或消除光源和光路中 其 他 有 源 及 无 源 器 件 的 不 稳 定 性 对 传 感 器 精 度 和 稳 定 性 的 负 面 影 响。 在
26 ℃
~
28 ℃
的环境温度条件下,设计的光电转换卡短期不稳定性不大于
0.0702%
,测量精度好于
0.1%
。
关键词
光纤光学;光电转换卡;光纤传感器;非本征法布里 珀罗腔
中图分类号
TP212
文献标识码
A
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:
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060.2370
;
120.2230
;
120.3180
收稿日期:
20110112
;收到修改稿日期:
20110314
基金项目:国家
973
计划(
2011CB710606
)国家自然科学基金青 年基金(
61008054
)和 中 央高校 基 本科研 业 务费 专 项 资 金
资助课题。
作者简介:吕
涛(
1977
—),男,讲师,主要从事光纤传感技术及激光医学等方面的研究。
Email
:
lvtaohn
@
sina.com
1
引
言
相对于传统传感器而言,非本征法布里 珀罗(
FP
)腔光纤传感器具有体积小、灵敏度高、测量精度高、动
态范围大、线性度好、不受电磁场干扰等 优点,成 为最 早在 工程 中应用 的 光纤传 感 器之一
[
1
~
3
]
。
FP
腔光纤
传感器输出信号解调主要有强度解调与相位解调两种类型,前者能进行绝对量的测量、具有快响应速度且只
需要相对廉价的解调装置,但是易受光源及其他元器件不稳定性影响,精度不高且稳定性差;而 后者 则基 本
不受光源及其他元器件不稳定性影响,精度高且稳定性好,目前应用较多,但响 应速 度慢、解调装置昂贵
[
4
]
。
因此,研制精度高、稳定性好的强度解调型光电转换卡具有重要意义。
本文利用双光路加参考臂的方法设计了新型的光电转换卡,在保持强度解调型传感器优点的同时,能有
效地抑制或消除光源及其他元器件不稳定性的影响,有助于传感器的实用化。
2
理论分析与光电转换卡设计
根据多光束干涉的原理,光学
FP
腔的反射干涉光强
犐
r
和输入光强
犐
0
关系为
[
5
]
0806031
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weixin_38609128
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