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基于HCF-SMF结构光纤法布里-珀罗干涉仪的长传感长度应变传感器

DOI：10.1109/jphot.2019.2946390 期刊：IEEE Photonics Journal 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 我们提出并演示了一种用于应变测量的长传感长度光纤法布里-珀罗（F-P）传感器。该传感器结构通过将长单模光纤（SMF）与短段空心光纤（HCF）熔接的简易工艺制成。单模光纤末端切割出光滑反射面，使所提传感器的传感长度可达数厘米且具有良好的可见度。本文制备并实验分析了不同传感长度的传感器，发现其光程差（OPD）与应变呈线性关系。当传感长度约为10毫米和49毫米时，传感器分别实现20.42纳米/微应变和115.57纳米/微应变的OPD应变灵敏度。此外，在约10毫米传感长度下，其OPD温度灵敏度为187.64纳米/°C。该传感器具有制作简便、成本低廉和传感长度长的优势，有望在大范围应变测量中展现重要应用潜力。
作者： Zhichao Lv，Shuang Wang，Junfeng Jiang，Kun Liu，Xuezhi Zhang，Xiaoguang Qi，Xue Wang，Tiegen Liu
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究基于HCF-SMF结构光纤法布里-珀罗干涉仪的长传感长度应变传感器在应变测量中的可行性与性能。

研究成果

基于HCF-SMF结构提出的F-P传感器在长传感长度下展现出良好的应变测量性能，当传感长度约为10mm和49mm时，分别实现了20.42 nm/με和115.57 nm/με的光程差应变灵敏度。该传感器还表现出187.64 nm/°C的光程差温度灵敏度。凭借其易于制备、成本低廉和传感长度长的优势，该传感器在大范围分布的应变测量应用中具有巨大潜力。

研究不足

应变传感的热串扰问题尚未完全解决，这与光纤光栅传感器类似。在实际应用中，当温度变化较大或需要高精度应变测量时，需采用温度补偿方法。

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