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基于单模-无芯-扭转单模光纤结构的曲率传感器
摘要： 提出了一种基于单模-无芯-扭转单模（SNTS）光纤结构的高灵敏度曲率传感器。该结构通过将单模-无芯-单模结构中的一段单模光纤（SMF）进行扭转简单构成。由于施加了扭转，单模光纤中激发的包层模式可重新耦合进纤芯。同一光纤中激发的纤芯模式与包层模式形成对曲率变化敏感的马赫-曾德尔干涉（MZI）。在0.96-1.92 m?1范围内实现了16.28 nm/m?1的高灵敏度且具有良好的线性度，该曲率传感器的重复性为3.6×10?3 nm/m?1。在30至100°C温度范围内，其温度灵敏度为0.03 nm/°C。
关键词： 单模无芯扭转光纤、曲率传感器、光纤、马赫-曾德尔干涉
更新于2025-11-28 14:23:57
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LP01-LP11模式干涉的实验与分析研究
摘要： 我们提出了一种LP01-LP11模式干涉的解析理论，并研究了其在曲率测量中的应用。在弱导条件下，建立了预测传输光谱中凹陷波长的解析公式?；谏倌６嘈竟庀?FM-MCF)，进一步探究了该公式的曲率测量适用性。通过理论解析、数值模拟和实验验证了曲率响应机制。当曲率在0至1.8 m?1范围内变化时，解析结果与数值结果具有良好的一致性，同时凹陷波长偏移量的实验值与理论值也吻合较好。此外发现，在曲率测量过程中利用FM-MCF的两个纤芯可消除温度效应影响。实验测试表明，在变温环境下能准确预测曲率值，最大误差控制在6.6%以内。
关键词： LP01-LP11模式，少模多芯光纤（FM-MCF），模式干涉，温度，曲率传感器
更新于2025-09-23 15:23:52
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用于多平面弯曲角度评估的聚合物光纤传感器系统
摘要： 本文提出了一种用于多平面运动角度估计的聚合物光纤（POF）传感器系统。该系统由三个基于光强变化的POF传感器组成，通过时分复用技术与光源侧向耦合实现多路复用。为研究多平面运动的交叉敏感度及光纤应力分布对传感器位置与灵敏度的影响，我们对该系统进行了理论分析，并采用有限元法（FEM）进行数值模拟。分析表明：通过融合两个传感器的响应，不仅能提高单平面角度估计的精度，还可实现多平面运动的角度估算。实验验证了数值模拟与理论分析结果——相比单传感器方案，双传感器在单平面估计中误差降低三分之二。多平面运动测试中最佳误差低至1.15%，最差情况为4.30%。结果表明该传感器系统可用于结构健康监测、机器人技术及运动分析中的形状重建应用。
关键词： 光纤传感器、欧拉角、聚合物光纤、曲率传感器
更新于2025-09-12 10:27:22
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基于具有游标效应的两个并置光纤迈克尔逊干涉仪的高灵敏度矢量曲率传感器
摘要： 本文提出并验证了一种基于具有游标效应的双并列光纤迈克尔逊干涉仪（MI）的高灵敏度矢量曲率传感器。与由级联元件构成的传统游标效应结构不同，该方案采用两个并列的MI：一段三芯光纤（TCF）与极短的双侧孔光纤（DSHF）相连，DSHF的纤芯与TCF的两个偏心纤芯分别构成两个并列的MI。TCF两个偏心纤芯间极小的折射率差引发了类游标效应。该结构最显著的特点是两个MI对曲率均具有相反的灵敏度响应，这使得曲率灵敏度放大因子达到传统游标效应结构的两倍。实验结果表明，该结构的曲率灵敏度可达-60.84 nm/m?1。
关键词： 三芯光纤、曲率传感器、干涉仪
更新于2025-09-04 15:30:14