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航空科学技术 2016年第6期27卷 75-78页

作者：杨林中航工业第一飞机设计研究院陕西西安710089

从智能蒙皮的概念出发,分析了光纤法布里-帕罗式结构的传感技术的技术原理,研究了在飞行器上装载分布式光纤传感器进行压力、温度等的实时传感、动态测量的工程实现方法,并探讨了其技术优势与发展方向。应用分布式光纤法布里-帕罗传感... 详细信息

从智能蒙皮的概念出发,分析了光纤法布里-帕罗式结构的传感技术的技术原理,研究了在飞行器上装载分布式光纤传感器进行压力、温度等的实时传感、动态测量的工程实现方法,并探讨了其技术优势与发展方向。应用分布式光纤法布里-帕罗传感器可解决航电集成化、抗电磁干扰、减少负载等问题。

关键词：智能蒙皮法布里-帕罗腔分布式光纤

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基于MEMS悬臂梁的光学声压传感器

基于MEMS悬臂梁的光学声压传感器

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作者：李威华中科技大学

学位级别：硕士

在声学系统的应用或开发过程中,声压的测量、声波波形的还原、声波频率的确定都具有重要的意义。目前,市面上的声压传感器大多是基于悬浮膜的电容式传感器。该类型传感器的问题在于,一方面,悬浮膜对声压的传感灵敏度较低;另一方面,电学... 详细信息

在声学系统的应用或开发过程中,声压的测量、声波波形的还原、声波频率的确定都具有重要的意义。目前,市面上的声压传感器大多是基于悬浮膜的电容式传感器。该类型传感器的问题在于,一方面,悬浮膜对声压的传感灵敏度较低;另一方面,电学传感器抗电磁干扰能力差、灵敏度有限。针对上述问题,本文对基于MEMS悬臂梁的光学声压传感器进行了研究。本文用一维谐振子模型分析了悬臂梁的动力学过程,给出一阶谐振频率的表达式,推导出频率响应函数,设计了悬臂梁的尺寸参数。随后,本文采用COMSOL软件仿真悬臂梁的谐振频率、谐振模态以及静压作用下的形变。基于上述理论,本文设计了悬臂梁F-P腔声压传感器。首先,分析了F-P腔测量悬臂梁形变的原理,制作了悬臂梁器件并用该器件搭建了F-P腔传感器,获得了12dB的条纹对比度。随后,本文对传感器进行了声压测试,在一阶本征频率下,传感器的灵敏度为3.404 V/Pa,最小可探测声压为1.6mPa/Hz。此外,本文还进行了振动测试,在一阶本征频率下,传感器的灵敏度为8.08V/g,,是参考加速度计的156倍。在测试过程中,F-P腔传感器出现了工作点飘动的问题,进而造成输出结果的不稳定。针对上述问题,本文设计了悬臂梁脊形波导-单模光纤耦合传感器。在该部分,本文阐述了传感器利用耦合衰减测量悬臂梁形变的原理,用OptiBPM软件对脊形波导和单模光纤进行了模场仿真,给出了波导与光纤在不同轴向错位、纵向错位下的能量耦合比,根据仿真结果设计了传感器的结构、优化了尺寸参数。随后,本文用MEMS工艺加工了悬臂梁器件,并用该器件搭建了传感器样品。最后,本文对传感器进行了声压测试和光声测试。声压测试结果显示,一阶本征频率下,传感器的测试灵敏度为8.34V/Pa,最小可探测声压为51.7mPa/(?),这两个结果均优于F-P腔传感器。光声测试中,本文以空气中的CO为目标气体,获得了150Hz与25Hz两种调制频率下的光声时域信号,并得到了光声信号强度与光源的功率成线性关系的结论。

关键词： MEMS悬臂梁声压传感脊形波导-单模光纤耦合法布里-帕罗腔加速度传感

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基于光纤F-P可调谐滤波器的有害气体检测方法

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航天返回与遥感 2013年第5期34卷 29-35页

作者：于国良连航陆星石俊峰张宇涵龚欣沈贺徐圣奇赵佳宇刘波刘伟伟南开大学现代光学研究所天津300071

光谱分析法在气体成分监测领域有着广泛的应用,实现小型紧凑高分辨率的光谱测量装置是热门的研究课题。文章创造性的提出了基于光纤法布里-帕罗(F-P)的可调谐滤波器提高吸收光谱分辨率,为构建紧凑高分辨率的光谱仪提供了一种新的方案。... 详细信息

光谱分析法在气体成分监测领域有着广泛的应用,实现小型紧凑高分辨率的光谱测量装置是热门的研究课题。文章创造性的提出了基于光纤法布里-帕罗(F-P)的可调谐滤波器提高吸收光谱分辨率,为构建紧凑高分辨率的光谱仪提供了一种新的方案。基于光纤F-P的可调谐滤波器成功实现了微型光栅光谱仪(分辨率约1nm)对甲烷吸收光谱的测量,对比无光纤F-P可调谐滤波器直接测量的结果,该方法测得的吸收光谱强度至少提高了一个数量级。此研究成果可用于紧凑高分辨率的星载气体检测仪的研制。

关键词：光谱分辨率法布里-帕罗腔可调谐滤波器星载气体检测

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