基于均匀光纤光栅F-P腔温度传感器的设计(2007年)_FP传感器相位变化公式资源-CSDN文库

需积分: 14 94 浏览量 2021-05-20 19:36:40 上传评论收藏 244KB PDF 举报

资源推荐

资源详情

资源评论

第 28 卷第 2 期温州大学学报·自然科学版 2007 年 4 月

Vol 28, No 2 Journal of Wenzhou University · Natural Sciences Apr, 2007

基于均匀光纤光栅 F-P 腔温度传感器的设计

陈仕荣，洪伟，孙富杯，黄励，岳盛奏

(温州大学物理与电子信息学院，浙江温州 325035)

摘要：论述了均匀长周期光纤光栅和布拉格光纤光栅的反射特性，提出用均匀长周期和布拉格光纤

光栅形成 F-P 腔，给出了 F-P 腔的反射率公式，用 Matable 计算了 F-P 腔中心反射波长随温度的变化，

并用实验进行了测量．设计出用均匀光纤光栅 F-P 腔作为传感元件的温度传感器系统，并对温度变化

进行了测量．结果表明，均匀光纤光栅 F-P 腔的中心反射波长与温度具有良好的线性关系，传感器系

统的温度测量误差在±0.4℃以内．

关键词：光纤光栅；F-P 腔；温度；传感器

中图分类号：TN252 文献标识码：A 文章编号：1006-0375(2007)02-0045-05

光纤光栅传感器具有防爆、抗电磁干扰、抗腐蚀、耐高温等性能，采用波长编码的方式，克

服了强度调制传感器必须补偿光源输出功率的起伏的缺点，迅速成为光纤传感器研究的热点．长

周期光纤光栅的周期大于一百微米，同向传输的基模耦合至同向传输的包层模，并且这种耦合与

波长有关．布拉格光纤光栅的周期只有几微米，仅反射某一特定波长光，这一特定波长与纤芯有

效折射率和光纤光栅的周期成正比．光纤光栅用于传感是以其谐振耦合波长随外界参量变化而移

动为基础的．其中长周期光纤光栅能实现导模和包层膜的耦合，在其透射谱中形成多个吸收峰

[1,2]

；

而短周期布拉格光纤光栅是使前向传输的导模能量耦合到反向导模中，形成尖锐的反射峰

[3-5]

．外

界温度改变时，可能造成光纤纤芯和包层折射率、半径和光栅周期的变化，这些都将导致耦合波

长的改变，并最终表现为光栅谱峰中心波长的移动，表现为对外界温度的传感特性．光纤光栅法

布里-珀罗（F-P）腔谐振滤波器是利用光束在光纤光栅的两个表面多次反射产生的干涉

[6]

，满足

谐振条件的波长被反射，是一种波长选择器件，在光纤光传感系统中具有广泛的应用

[7]

．基于啁

啾光纤光栅的 F-P 腔的研究已有很多

[8]

，而基于均匀光纤光栅 F-P 腔的传感特性研究很少．本文

讨论均匀长周期和布拉格光纤光栅形成的 F-P 腔的反射特性，设计以这种 F-P 腔作为传感探头的

温度传感器系统，并对环境温度进行实验测量．

1 均匀光纤光栅的反射特性

考虑均匀长周期光纤光栅和均匀短周期光纤光栅（布拉格光纤光栅）的反射特性．对于均匀

折射率调制长周期光纤光栅，紫外光在纤芯引起的折射率调制可以看作微扰，光栅的正反向模式

之间由于相位失配不发生耦合，其模式耦合发生在前向模式，在单模光纤中即发生在前向基模与

收稿日期：2006-10-29

基金项目：温州大学学生科研立项课题(57)

作者简介：陈仕荣(1984- )，男，浙江温州人，本科生，研究方向：电子信息技术与应用

本内容试读结束，登录后可阅读更多

下载后可阅读完整内容，剩余4页未读，立即下载

内容反馈

weixin_38685882

粉丝: 6
资源: 934

最新资源

资源上传下载、课程学习等过程中有任何疑问或建议，欢迎提出宝贵意见哦~我们会及时处理！点击此处反馈

feedback-tip