研究目的
研究基于空心芯微结构光纤(HC-MOF)的温度不敏感弯曲传感器的开发,用于机械测量和结构健康监测应用。
研究成果
基于HC-MOF的弯曲传感器展现出与数值模拟相符的非线性弯曲响应,并具有低热敏感性,使其适用于具有良好等温特性的弯曲测量应用。
研究不足
传感器的弯曲响应呈非线性,这可能会使校准过程复杂化。尽管温度敏感性较低,但在温差显著的环境中仍可能影响测量结果。
1:实验设计与方法选择:
通过将一段HC-MOF居中插入两段单模光纤(SMFs)之间设计传感器。使用COMSOL Multiphysics 5.0模拟弯曲响应并进行实验验证。
2:0模拟弯曲响应并进行实验验证。 样品选择与数据来源:
2. 样品选择与数据来源:采用5.0厘米长的HC-MOF样品测量弯曲角度响应,通过光谱分析仪(OSA)研究传输光谱。
3:0厘米长的HC-MOF样品测量弯曲角度响应,通过光谱分析仪(OSA)研究传输光谱。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:HC-MOF、SMFs、熔接机(藤仓70S)、宽带光源、OSA、电控烘箱。
4:实验步骤与操作流程:
将HC-MOF与两段SMFs居中熔接,传感器固定在光纤夹持器上,使用带金属板的平移台以2o为步长进行弯曲。记录不同弯曲角度和温度下的传输光谱。
5:数据分析方法:
计算不同弯曲半径下HE11和HE12模式的有效折射率(ERIs)差异,通过多模干涉强度计算确定共振波长偏移。
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Fujikura 70S
70S
Fujikura
Used for splicing the HC-MOF into the SMFs with central alignment.
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HC-MOF
Used as the core component of the bending sensor for its hollow core and microstructured properties.
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SMFs
Used to sandwich the HC-MOF for the construction of the sensor.
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Optical Spectrum Analyzer
Used to investigate the transmission spectrum of the sensor.
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Broadband Light Source
Used to irradiate light into the bending sensor.
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