研究目的
提出并实验验证一种基于嵌入聚酯树脂中的光纤法布里-珀罗干涉仪(FFPI)的简易制造、经济高效、坚固耐用且高精度的光纤温度传感器。
研究成果
提出并实验验证了一种基于嵌入轻质耐腐蚀聚酯树脂的光纤法布里-珀罗空气腔的易制作、高精度温度传感器。该传感器展现出良好的灵敏度和分辨率,使其在环境传感应用中颇具吸引力。同时突出了这种实时传感器的实用性及其优异的时间稳定性。
研究不足
传感器的动态范围在10至30摄氏度范围内得到验证,尽管所使用的聚酯树脂可承受-10至100摄氏度的温度。需要改进光纤与树脂的粘附性,以确保光纤以与树脂相同的速率拉伸(压缩),从而充分利用树脂的温度范围。
1:实验设计与方法选择:
传感器头部由嵌入聚酯树脂模具中的法布里-珀罗干涉仪(FFPI)构成。该FFPI通过将一段毛细管光纤熔接在两根单模光纤之间组装而成。通过分析FFPI的反射光谱来监测温度变化。
2:样本选择与数据来源:
使用14.66微米的毛细管光纤段制作FFPI。反射光谱通过光谱分析仪进行监测。
3:66微米的毛细管光纤段制作FFPI。反射光谱通过光谱分析仪进行监测。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:单模光纤、毛细管光纤、聚酯树脂(Polylite? 8016)、SLED光源、光环形器、光谱分析仪(YOKOGAWA AQ6374)、可调谐激光器、光功率计、珀尔帖板(Echoterm? IC25 TORREY PINES SCIENTIFIC)。
4:6)、SLED光源、光环形器、光谱分析仪(YOKOGAWA AQ6374)、可调谐激光器、光功率计、珀尔帖板(Echoterm? IC25 TORREY PINES SCIENTIFIC)。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:通过将毛细管光纤熔接在两根单模光纤之间制备FFPI。随后将传感器头部嵌入聚酯树脂并固化。使用珀尔帖板诱导温度变化,并通过监测反射光谱确定传感器的响应。
5:数据分析方法:
通过分析反射光谱中干涉谷的波长偏移来确定温度变化。采用波长和强度两种询问方案来表征传感器性能。
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optical spectrum analyzer
AQ6374
YOKOWAGA
Analyzing the reflected spectrum of the FFPI
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Peltier plate
IC25
TORREY PINES SCIENTIFIC
Inducing temperature changes for sensor characterization
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Light source for intensity interrogation scheme
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Measuring the reflected optical power
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