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基于标准单模光纤环结构中宏弯损耗的振动传感
摘要： 提出并验证了一种新型光纤振动测量传感器。本文基于标准单模光纤环的宏弯损耗实现振动传感。实验表明，该传感器可测量多频振动，分辨率高达0.04赫兹。由于宏弯损耗对环境温度不敏感，温度与振动之间的串扰可忽略不计。
关键词： 弯曲损耗、振动传感器、光纤传感器
更新于2025-09-23 15:22:29
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[IEEE 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 中国黄山(2019.8.5-2019.8.8)] 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 基于石墨烯包覆过度倾斜光纤光栅的振动传感器
摘要： 少量层石墨烯组装于过度倾斜光纤光栅(ExTFG)。倾斜范围为0~0.5 m?1，我们报道了基于该过度倾斜光纤光栅的少层石墨烯涂层(ExTFG)的弯曲应变与低频振动特性——其通过牺牲灵敏度增强了机械特性。实验结果表明：基于波长变化的横向电场(TE)与横向磁场(TM)模式的曲率应变灵敏度分别为-2.78 nm/m?1和-1.49 nm/m?1，基于强度变化的灵敏度分别为-0.11 dB/m?1和-0.24 dB/m?1；对于低频振动，在3dB点处TE与TM模式的最大加速度灵敏度分别为STE=46.64 mV/g和STM=73.84 mV/g，该数值也高于其他波长位置。所提出的石墨烯涂层ExTFG在光纤应变、扭转及振动传感器领域具有潜在应用前景。
关键词： 石墨烯，振动传感器，弯曲应变，过度倾斜光纤光栅（ExTFG）
更新于2025-09-12 10:27:22
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《海事与海洋工程百科全书》|| 用于海洋结构状态监测的光纤传感器
摘要： 有效的结构状态监测及其后续行动，有望通过更准确地判定结构完整性和合理使用结构本身，带来显著的经济效益。基于实时测量数据提升结构使用寿命预测能力也至关重要。光纤传感器因其尺寸小、几何适应性强、可复用、耐腐蚀及危险环境等优势，在结构状态监测领域展现出广阔前景。这类传感器已被广泛应用于复合材料、混凝土、石灰岩、碳/铝及金属等各类结构材料的监测（Scott等，2013；Sun等，2012；Nguyen等，2014；Kerrouche等，2009a），所测量的关键参数包括温度、应变、振动、相对湿度、pH值、氯离子浓度等。
关键词： 水分侵入传感器、pH传感器、光纤布拉格光栅、光纤传感器、振动传感器、海洋结构物状态监测
更新于2025-09-12 10:27:22
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[IEEE 2019欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 光子吉他拾音器：一种高灵敏度、高带宽光纤应变传感器
摘要： 光子吉他拾音器：一种高灵敏度、高带宽的光纤应变传感器。光纤应变传感器已广泛应用于从结构健康监测（振动检测）到压力与温度传感等诸多领域。这类传感器大多利用光纤布拉格光栅、λ相移光栅或其他波导器件的应变敏感反射波长特性，通常通过反射或透射光强的变化来推断应变值。但光强测量方法稳定性欠佳且精度存在固有局限。 我们提出采用基于光纤法布里-珀罗（FFP）腔的频率式应变测量方案，不仅能实现更高灵敏度，还能保持极高测量带宽。本文展示了一种基于FFP腔的光纤振动传感器，该系统由一对匹配的23分贝光纤布拉格光栅与定制信号处理电路组成。通过庞德-德雷弗-霍尔方案将激光二极管波长锁定在多个腔谐振峰之一上。实验证明这种应变传感器具有超宽动态检测范围（从低于1赫兹至近6兆赫的临床超声频段），其线性灵敏度范围覆盖1纳牛至2皮牛区间，动态响应极限高达12毫牛/秒。 为验证应变测量的高保真度，我们将FFP腔传感器安装在原声吉他面板上录制多首旋律。正如预期，该传感器系统基本不受光强波动噪声影响，在50分贝声功率动态范围内实现了从次声波（约8赫兹）到30千赫的无失真音频记录。测量残余噪声源自电子元件而非光学系统，这表明未来若有必要可进一步提升测量动态范围。 在其他实验中，我们将同款传感器分别固定于酒杯边缘和钢制悬臂梁侧面，监测这些机械谐振体对周期性光激发的（光）声响应。例如发现通过钼蓝络合物的光声激发检测正磷酸盐时，其检测限低于2ppm。最后将该传感器嵌入仿组织体模，验证其对低频（心跳）与高频（超声脉冲）的准确响应。最新版本采用树莓派微控制器驱动激光器和PDH电路，使传感器系统兼具紧凑性与经济性。我们认为基于PDH询问的FFP传感器头方案具有强健性与多功能性，适用于各类监测应用场景。
关键词： 法布里-珀罗腔、振动传感器、动态范围、Pound-Drever-Hall方案、光纤应变传感器
更新于2025-09-11 14:15:04
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[2019年IEEE欧洲激光与电光学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与电光学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 用于精密传感的双芯光纤干涉仪
摘要： 多芯光纤（MCF）传感器是一个新兴的研究领域。与传统光纤相比，MCF为开发具有创新性能的传感设备提供了新方案。通常，MCF直径与标准单模光纤（SMF）相近，具有多个共享同一包层的独立纤芯。目前已有多种基于MCF的传感器被报道。例如，我们团队曾研制出由一段熔接SMF的MCF构成的单MCF干涉仪传感器[1,2]。这类传感器的关键挑战在于：使用时难以区分目标参数（被测量）与外界干扰信号。为此，我们提出创新架构——采用两个串联的相同（孪生）MCF干涉仪进行反射式检测（见图1）。该架构优势显著：双干涉仪中一个可作为参考/滤波器，另一个作为传感器[3]。其信号由两个反射光谱相乘形成，因此反射谱呈现单一窄峰，波长位置易于追踪。实验发现，其中一个干涉仪的周期性弯曲（振动）会导致反射谱产生显著偏移。
关键词： 精密传感、振动传感器、干涉仪、多芯光纤、弯曲传感器
更新于2025-09-11 14:15:04