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fabry-perot干涉式光纤温度传感器的研究

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传感器技术 2001年第7期20卷 22-25页

作者：曹满婷燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004

分析了温度对相位的调制作用以及fabry -perot干涉结构检测相位变化的原理 ,提出了一种具有高灵敏度和高分辨率的相位调制型全光纤结构 ,并进行了系统的噪声分析。

关键词：光纤传感器 fabry-perot干涉相位调制温度传感器

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基于F-P干涉的强度型光纤压力传感器

深圳大学学报（理工版） 2011年第1期28卷 17-22页

作者：邓元龙赵小丽李学金耿优福洪学明邱成军深圳大学深圳市传感器技术重点实验室深圳518060 黑龙江大学电子工程学院哈尔滨150080

研究基于强度解调技术的fabry-perot干涉型光纤微机电系统(micro-electro-mechanical systems,MEMS)压力传感器.该传感器采用MEMS各向异性腐蚀工艺加工的方形硅杯,其硅杯结构尺寸和表面光洁度比圆形压力敏感膜一致性好.传感器采用大面... 详细信息

研究基于强度解调技术的fabry-perot干涉型光纤微机电系统(micro-electro-mechanical systems,MEMS)压力传感器.该传感器采用MEMS各向异性腐蚀工艺加工的方形硅杯,其硅杯结构尺寸和表面光洁度比圆形压力敏感膜一致性好.传感器采用大面积比的方法,降低硅敏感膜片弯曲变形所引起的非线性测量误差,新增参考光路以补偿光源功率波动对测量的影响.在0～38kPa压力范围内实现了单值测量,相对灵敏度达到0.7%/kPa.实验与理论分析结果一致,具有很好的测量重复性.提出的多波长和多传感融合的测量方法,可用于扩大测量范围,提高灵敏度.

关键词：传感器技术光纤光学压力测量微机电系统 fabry-perot干涉方形硅膜强度调制

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ZnO薄膜表面和边缘的发光特性(英文)

发光学报 2006年第6期27卷 910-916页

作者：谢伦军陈光德竹有章汪屿西安交通大学应用物理系陕西西安710049

研究了分子束外延方法生长的ZnO薄膜的光学特性,首先测量样品反射光谱,然后重点研究其光致发光光谱。实验中通过改变激发光的强度,以及采用波导配置和不同的实验几何配置等手段,观察到了ZnO薄膜中起源于激子-激子散射和电子-空穴等离子... 详细信息

研究了分子束外延方法生长的ZnO薄膜的光学特性,首先测量样品反射光谱,然后重点研究其光致发光光谱。实验中通过改变激发光的强度,以及采用波导配置和不同的实验几何配置等手段,观察到了ZnO薄膜中起源于激子-激子散射和电子-空穴等离子体复合发光的受激辐射,同时观察到两种配置下自发辐射谱中存在巨大的差异。通过对实验数据和理论计算结果的分析,初步认为造成了从ZnO薄膜表面和侧面得到的PL谱之间的显著区别原因有两种:一是非对称薄膜波导的吸收损耗造成的波长选择效应,二是薄膜波导对掠出射光的类似薄膜微腔的微腔效应。

关键词： ZnO 光致发光 fabry-perot干涉波导

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基于聚合物填充的微结构光纤温度传感器

激光与红外 2021年第5期51卷 652-656页

作者：李望罗韵彭志清冯国英四川大学电子信息学院激光微纳工程研究所四川成都610065 中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

温度作为环境变化的重要基本参数,其快速精确的检测方法备受科学界及工业界的关注。本文提出并验证了一种基于聚合物微腔的fabry-perot干涉结构的单模光纤温度传感器。该传感器使用质量分数为40%的氢氟酸(HF)溶液在单模光纤(SMF)末端端... 详细信息

温度作为环境变化的重要基本参数,其快速精确的检测方法备受科学界及工业界的关注。本文提出并验证了一种基于聚合物微腔的fabry-perot干涉结构的单模光纤温度传感器。该传感器使用质量分数为40%的氢氟酸(HF)溶液在单模光纤(SMF)末端端面腐蚀一定深度的凹型槽,然后将一定浓度的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)溶液转移到腐蚀完成的光纤凹槽部位,并在真空环境下固化,从而制成聚合物F-P微腔传感结构。实验研究了凹槽腐蚀深度,宽度与腐蚀时间之间的规律,并证明了该结构在温度测量中的应用。实验结果表明,当腐蚀深度为8~9μm时,传感器在温度为70~86℃的范围内,实现温度灵敏度为182.5 pm/℃,具有良好的线性响应(0.9588)。该传感器制作工艺简单、紧凑、成本低,具有批量生产的潜力。

关键词：腐蚀 fabry-perot干涉 PMMA 聚合物微腔温度传感

基于波长解调的fabry-perot型光纤MEMS压力传感器的设计

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传感技术学报 2006年第5B期19卷 1875-1877页

作者：陈绪兴王鸣戎华葛益娴南京师范大学物理科学与技术学院

提出了一种新的压力传感器的设计,该传感器基于fabry-perot腔干涉和波长解调理论测量压力.设计用MEMS技术以及普通的光通讯接插件制作出工艺简单,分辨率高的光纤MEMS压力传感器.阐述了传感器的工作原理,分析了硅膜的厚度对传感器性能的... 详细信息

提出了一种新的压力传感器的设计,该传感器基于fabry-perot腔干涉和波长解调理论测量压力.设计用MEMS技术以及普通的光通讯接插件制作出工艺简单,分辨率高的光纤MEMS压力传感器.阐述了传感器的工作原理,分析了硅膜的厚度对传感器性能的影响以及FP腔的长度对反射光信号的影响.系统采用可调谐激光器进行信号访问,利用反射谱的相位变化完成信号解调.理论分析和模拟计算验证了传感器加工制作方案的可行性.

关键词：光电技术光纤传感器 fabry-perot干涉 MEMS 相位解调

基于光纤fabry-perot传感器的静冰压力检测方法

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科学技术与工程 2018年第30期18卷 101-104页

作者：宋清澈王冠军王志斌严璐杨裴裴中北大学信息与通信工程学院太原030051 中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心太原030051

针对静冰压力检测需求,提出了一种基于光纤fabry-perot传感原理的静冰压力检测方法。其特点是结合精密切割方法,制备了一种单模光纤-毛细玻璃管-单模光纤结构的fabry-perot(F-P)传感器,并采用金属管/PDMS(聚二甲基硅氧烷)填充方法对传... 详细信息

针对静冰压力检测需求,提出了一种基于光纤fabry-perot传感原理的静冰压力检测方法。其特点是结合精密切割方法,制备了一种单模光纤-毛细玻璃管-单模光纤结构的fabry-perot(F-P)传感器,并采用金属管/PDMS(聚二甲基硅氧烷)填充方法对传感器进行了封装。为了提升传感器的抗温度干扰能力,采用了双传感器检测方法。在此基础上,进行了基于光纤F-P传感器的静冰内部应力检测实验,研究了传感器受到冰温压力时的干涉谱峰偏移情况。实验结果表明:在静冰冷冻与融化过程中,传感器干涉光谱的谱峰移动达14 nm。同时双传感器检测方法明显提升了温度抗干扰能力。

关键词：静冰压力 fabry-perot干涉抗温度干扰能力光纤F-P传感器

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光纤管道及液体压力传感器的研究

光纤管道及液体压力传感器的研究

作者：丁仕祺厦门大学

学位级别：硕士

光纤压力传感器与传统的电子式压力传感器相比,有着灵敏度高、成本低且易于复用等优点。由于光纤传感器无需供电的特性,可以在煤矿瓦斯管道监测和一些复杂的电磁干扰环境中安全地工作,近些年成为了研究的热点。市面上的光纤压力传感器... 详细信息

光纤压力传感器与传统的电子式压力传感器相比,有着灵敏度高、成本低且易于复用等优点。由于光纤传感器无需供电的特性,可以在煤矿瓦斯管道监测和一些复杂的电磁干扰环境中安全地工作,近些年成为了研究的热点。市面上的光纤压力传感器普遍存在量程较小,灵敏度低,稳定性不好等缺陷。本文通过对光纤传感器的理论研究,设计了两款不同结构的光纤压力传感器,并在实验中对其性能进行了验证。本文主要工作体现在以下几个方面:（1）对光纤传感器的原理和研究热点进行了介绍,主要介绍了光纤光栅传感器和F-P干涉式光纤传感器的传感机理和研究进展,并对光纤压力传感器的研究现状做了阐述。（2）针对光纤光栅压力传感器量程较小的问题,设计了一款新型的光纤压力传感器结构,将金属弹簧作为连接器件引入光纤光栅C型管压力传感器中,使得传感器在0-1.6MPa量程内的灵敏度提高到1.573nm/MPa,与查阅到的光纤光栅压力灵敏度相比提高了近6倍,并且制作了可以在25MPa大量程下工作的压力传感器。这种结构的光纤光栅压力传感器灵敏度高,量程可以根据需要来设计,并且稳定性极好,在压力环境的扰动稳定后能够快速恢复。（3）对基于F-P干涉仪的传感器传感理论进行了介绍,并基于F-P干涉仪设计了一款膜片式的光纤压力传感器。并搭建了压力实验系统对传感器性能进行了测试。通过对传感器干涉谱自由光谱范围的监测来进行压力的测量,实验证明该传感器能够适应不同范围下压力的测量,并且在0.9MPa量程下的灵敏度达到21.296nm/MPa,能够适应在小量程范围下的精确测量。

关键词：光纤压力传感光纤Bragg光栅 fabry-perot干涉

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光纤微腔及其在氢气传感的应用研究

光纤微腔及其在氢气传感的应用研究

作者：李翌娜中国计量大学

学位级别：硕士

本文的主要研究内容是光纤微腔及其在氢气传感的应用研究。从光纤微腔级联结构的理论分析出发,结合不同敏感膜进行传感特性探究,实现了不同结构的氢气传感,具体内容如下:1.研究了光纤微腔级联产生游标效应的特性。光纤微腔级联结构的游... 详细信息

本文的主要研究内容是光纤微腔及其在氢气传感的应用研究。从光纤微腔级联结构的理论分析出发,结合不同敏感膜进行传感特性探究,实现了不同结构的氢气传感,具体内容如下:1.研究了光纤微腔级联产生游标效应的特性。光纤微腔级联结构的游标包络具有周期性,且与自由光谱范围差(△FSR)有关。与石英腔FPI相比,光纤微腔级联灵敏度的放大倍数由△FSR决定。当光纤微腔级联FPI应用于传感时,其随测量量变化所发生波长漂移的方向不定,由级联双腔的相互关系决定。2.提出并实现了一种基于游标效应的光纤级联FPI氢气传感器。该传感器的总长度为594μm,由一段大模场光纤和一段空心光纤组成。所提出的传感器涂覆WO/SiO粉末,与氢气反应会使传感器头的局部温度增加。在0%.4%范围内氢敏感度为-1.04nm/%,响应时间为80 s。3.提出并实现了基于PDMS的C形空腔光纤微腔结构。结果显示该传感器的温度灵敏度为-1.29nm/℃。同时改进提出了一种基于PDMS的内嵌WO/SiO粉末的双C形光纤氢气传感器。内侧C形空腔构成一个微型空腔FPI,外侧的C形空腔内嵌WO/SiO粉末作为传感区域。在氢气浓度为0%%范围内,氢气灵敏度为-15.14nm/%。反应时间很短,约为23s。

关键词：微腔 fabry-perot干涉游标效应温度氢气挥发性有机物

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光纤F-P传感器及其复用技术研究

光纤F-P传感器及其复用技术研究

作者：闫正中国计量大学

学位级别：硕士

本文的主要研究内容是光纤F-P（fabry-perot,法布里-珀罗）传感器及其复用技术。本文从探究光纤F-P传感器的传感原理和传感特性出发,分别提出光纤应变和氢气传感器,并实现了基于光时域反射技术和空分复用技术的多点复用测量。主要研究... 详细信息

本文的主要研究内容是光纤F-P（fabry-perot,法布里-珀罗）传感器及其复用技术。本文从探究光纤F-P传感器的传感原理和传感特性出发,分别提出光纤应变和氢气传感器,并实现了基于光时域反射技术和空分复用技术的多点复用测量。主要研究内容如下:1.研究了光纤F-P传感器的传感原理。光纤F-P传感器的反射光谱会随着应变和温度的改变而发生漂移,同时具有周期性。根据测量要求制备了光纤F-P传感器,并测量了应变和温度传感特性。2.提出并实现了基于光时域反射技术的多点测量传感系统。为了测试这种多点测量传感系统的多点复用可行性,实验测试了4个基于菲涅尔反射原理的折射率传感器在并联状态下的传感效果,获得了较高的传感灵敏度,四个传感器的折射率灵敏度分别为-31.688d B/RIU、-37.651d B/RIU、-42.345d B/RIU和-36.341d B/RIU。在此基础上,开展了基于光纤F-P传感器的多点应变传感实验。在应变测量中,光纤F-P传感器在串联状态下实现了较好的应变传感复用,应变灵敏度达到0.0176d B/μm;同时各传感器之间也几乎没有发生串扰。3.提出并实现了基于空分复用技术的多点测量应变传感系统和多点测量氢气传感系统,采用波长解调作为系统解调方案,有效避免了强度解调方案中由于光源不稳定、系统噪声干扰、连接端面反射等问题对测量结果的影响。在应变测量实验中,应变传感器并联状态下,具有较好的复用能力,传感器的应变灵敏度分别为0.0128nm/μm、0.01nm/μm和0.008nm/μm;同时通过对不同腔长的应变传感特性进行比较,可以得出腔长是影响应变传感器灵敏度的主要因素。在氢气测量实验中,在并联状态下实现了氢气传感器的复用,传感器灵敏度达到3.796nm/%,同时各传感器之间也几乎没有发生串扰。

关键词： fabry-perot干涉光时域反射空分复用应变传感折射率传感氢气传感传感器复用