失配型双芯长周期光纤光栅弯曲矢量传感
本文关键词:失配型双芯长周期光纤光栅弯曲矢量传感 出处:《光子学报》2017年10期 论文类型:期刊论文
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【摘要】:利用高频CO2激光单侧曝光技术及双芯光纤的非对称性,设计并制作了一种长周期光纤光栅弯曲矢量传感器.成栅机理分析表明,光纤边缘处嵌入的纤芯极大地增强了包层中的残余应力,在CO2激光脉冲曝光时,残余应力释放作用增强,光栅质量更高;同时,双芯光纤的非对称结构以及CO_2激光单侧曝光使得光纤器件对偏振非常敏感,写制的光纤光栅在1 555.4nm谐振波长处的偏振相关损耗高达20.8dB.弯曲传感测试表明,在0~1.235m~(-1)曲率范围内,光纤光栅向+y方向弯曲时,透射谱谐振峰波长向长波方向漂移,灵敏度为2.37nm/m~(-1);光纤光栅向-y方向弯曲时,谐振峰波长向短波方向漂移,灵敏度为1.80nm/m~(-1).该弯曲矢量传感器结构简单,灵敏度高,可广泛应用于道路、桥梁等建筑的安全检测.
[Abstract]:A long-period fiber grating bending vector sensor is designed and fabricated by using high-frequency CO2 laser one-side exposure technique and the asymmetry of double-core fiber. The core embedded at the edge of the fiber greatly enhances the residual stress in the cladding. When the CO2 laser pulse is exposed, the residual stress release is enhanced and the quality of the grating is higher. At the same time, the asymmetric structure of double-core fiber and the one-side exposure of CO_2 laser make the fiber device very sensitive to polarization. The polarization dependent loss of the written fiber grating is as high as 20.8 dB at the resonant wavelength of 1 555.4 nm. The bending sensing test shows that the polarization dependent loss is within the curvature range of 0 ~ 1.235 mm ~ (-1) ~ (-1) ~ (-1) ~ (-1) ~ (-1) ~ (-1) ~ (-1). When the fiber grating bends in the y direction, the wavelength of the resonant peak of the transmission spectrum drifts in the direction of long wave, and the sensitivity is 2.37 nm / m ~ (-1). When the fiber grating bends in the direction of -y, the wavelength of the resonant peak drifts in the direction of shortwave, with a sensitivity of 1.80 nm / m ~ (-1). The bending vector sensor has simple structure and high sensitivity. Can be widely used in road, bridge and other building safety detection.
【作者单位】: 中国电子科技集团公司第四十六研究所;南开大学现代光学研究所;
【基金】:国家自然科学基金(No.61405179)资助~~
【分类号】:TN253;TP212
【正文快照】: 0引言长周期光纤光栅(Long Period Fiber Gratings,LPFG)因其灵敏度高、结构精巧、抗电磁干扰强等优势,1-2006001广泛应用于温度[1-2]、弯曲[3]、应力[4]、折射率[5]、扭转[6]等的测量中.近年来,利用LPFG实现的矢量弯曲测量技术在道路、桥梁等建筑的安全检测中起到了至关重要
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