研究目的
提出并验证一种光纤级联腔法布里-珀罗干涉仪(FPI),用于无交叉敏感性地同时测量气压和温度。
研究成果
所提出的开放式腔级联法布里-珀罗干涉仪传感器成功实现了气压与温度的同时测量,且具有极低的交叉灵敏度。该传感器体积小巧、易于制备且采用全光纤结构,适用于实际应用场景。
研究不足
该研究受限于制造工艺以及传感器对环境变化的敏感性。分辨率和测量范围仍有进一步优化的空间。
1:实验设计与方法选择:
该传感器采用由空气腔和二氧化硅腔组成的开放式混合法布里-珀罗干涉仪(FPI)设计??掌挥梢欢味趸韫芄钩?,二氧化硅腔则由光子晶体光纤(PCF)形成。利用这两种腔体对气压和温度的不同灵敏度实现同步测量。
2:样本选择与数据来源:
制备了三种不同空气腔与二氧化硅腔长度的传感器,使用光谱分析仪(OSA)记录不同气压和温度下的反射光谱。
3:实验设备与材料清单:
实验使用了宽带光源(BBS,FiberLake ASE)、光环形器(OC)、气压泵(ConST-211,162)和烘箱(SIOM SG-XL1200)。传感器通过商用光纤熔接机(Fujikura 80S)制作。
4:实验流程与操作步骤:
传感器头部密封于连接气压泵的腔室中进行气压测试,置于烘箱中进行温度测试。通过带通滤波器处理反射光谱以提取各腔体光谱。
5:数据分析方法:
利用灵敏度系数矩阵分析空气腔与二氧化硅腔的波长偏移量,从而测定气压和温度变化。
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获取完整内容-
Fiber Fusion Splicer
Fujikura 80S
Fujikura
Used for splicing fibers during the fabrication of the sensor.
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Optical Spectrum Analyzer
YOKOGAWA AQ6370C
YOKOGAWA
Records the reflection spectra of the sensor.
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Broadband Light Source
FiberLake ASE
FiberLake
Provides light for the sensor during testing.
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Gas Pressure Pump
ConST-211, 162
ConST
Used to vary air pressure in the chamber during testing.
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Oven
SIOM SG-XL1200
SIOM
Used to vary temperature during testing.
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