面向海洋应用的光纤法布里-珀罗高压传感器
本文选题:光纤光学 + 光纤传感器 ; 参考:《光学学报》2017年02期
【摘要】:研究了面向海洋应用的光纤法布里-珀罗高压传感器,通过建立有限元数值模型对传感器满量程腔长变化量进行分析。数值仿真显示,有限元模型的满量程腔长变化量处于固支模型和简支模型之间,且随着法布里-珀罗腔半径的减小和硅膜片厚度的增加而偏离固支模型。引入固支边界条件偏离度β对偏离程度进行量化分析。制作了三种不同规格的传感器进行压力实验研究。实验结果显示,实际测量得到的传感器芯片满量程腔长变化量与有限元数值计算的结果基本吻合,使用该有限元模型设计传感器芯片可将满量程腔长变化量误差降低到13.4%以下。传感器最大量程达到105 MPa,满量程测量精度均优于0.100%。
[Abstract]:An optical fiber Fabry-Perot high voltage sensor for ocean applications is studied. The finite element numerical model is established to analyze the full range cavity length of the sensor. Numerical simulation shows that the variation of the full range cavity length of the finite element model is between the clamped model and the simply supported model, and deviates from the clamping model with the decrease of Fabry-Perot cavity radius and the increase of the thickness of silicon diaphragm. The deviation degree 尾 of fixed boundary condition is introduced to quantitatively analyze the deviation degree. Three kinds of sensors with different specifications were made to study the pressure. The experimental results show that the actual measurement of the full range cavity length of the sensor chip is basically consistent with the finite element numerical results. Using the finite element model to design the sensor chip, the error of the full range cavity length variation can be reduced to less than 13.4%. The maximum range of the sensor is 105 MPA, and the full range measurement accuracy is better than 0.100.
【作者单位】: 天津大学精密仪器与光电子工程学院光纤传感研究所光电信息技术教育部重点实验室;
【基金】:国家973计划(2010CB327802) 国家自然科学基金(61227011,61378043,61475114,61505139) 国家重大科学仪器设备开发专项(2013YQ030915) 教育部科学技术研究重大项目(313038) 天津市自然科学基金(13JCYBJC16200,16JCQNJC02000) 深圳市科技创新委员会项目(JCYJ20120831153904083) 海洋经济创新发展区域示范项目(CXSF2014-38) 中国空间技术研究院CAST创新基金
【分类号】:TP212
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 陈海清;;两片式法布里-珀罗透镜[J];兵器激光;1986年02期
2 陈修芳;赵斌;张多;;法布里-珀罗干涉测微仪[J];科技视界;2013年23期
3 王燕花;谭中伟;任文华;刘艳;简水生;;减敏控制光纤法布里-珀罗腔单值性用于解调振动频率[J];光学学报;2008年09期
4 江绍基,朱析,汪河洲,蔡志岗,李宝军;非对称型法布里—珀罗光纤颅内压传感器[J];中国医学物理学杂志;2005年03期
5 梁有程;江绍基;;用于光纤传感的非对称法布里—珀罗腔[J];光学仪器;2006年04期
6 王为宇;张敏;谭峭峰;;白光干涉光纤法布里-珀罗腔的拟合求解[J];激光与光电子学进展;2012年05期
7 张毅;庄志;黎启胜;张敏;杨振;廖延彪;;光纤法布里珀罗氢气检测技术[J];传感技术学报;2010年10期
8 王鹏业;戴建华;张洪钧;;法布里—珀罗标准具中向列液晶的光致锁频[J];量子电子学;1988年02期
9 王维;饶云江;唐庆涛;邓明;朱涛;程光华;;飞秒激光加工的微型光纤法布里-珀罗干涉传感器[J];中国激光;2007年12期
10 廖弦;饶云江;冉曾令;邓洪有;;激光脉冲制作的长周期光纤光栅/法布里-珀罗高温-应变组合传感器[J];中国激光;2008年06期
相关会议论文 前6条
1 章鹏;朱永;唐晓初;雷小华;陈伟民;;光纤法布里-珀罗传感器的并联复用研究[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
2 曾志文;刘海涛;张斯文;;基于法布里-珀罗模型设计高品质因子表面等离子体共振传感器[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
3 刘艳;赵洪;于效宇;;基于法布里珀罗干涉仪原理的电流传感器[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
4 梁有程;江绍基;;用于光纤传感的非对称法布里-珀罗腔[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
5 王超楠;白明;祁云平;;利用法布里帕罗谐振测试介质介电常数的亚波长金属狭缝结构研究[A];全国光电子与量子电子学技术大会论文集[C];2011年
6 戴丽华;王鸣;戎华;;新型SU-8光纤法布里-珀罗压力传感器的设计仿真[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
相关博士学位论文 前1条
1 王巧云;光纤法布里—珀罗声波传感器及其应用研究[D];大连理工大学;2010年
相关硕士学位论文 前10条
1 孙宇声;可调谐法布里—珀罗干涉光谱成像关键技术研究[D];南京理工大学;2015年
2 徐婷婷;法布里—珀罗干涉腔的薄膜技术研究[D];南京理工大学;2015年
3 葛萌;基于双法布里—珀罗结构的光纤传感探头研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
4 刘增智;气泡结构法布里—珀罗光纤压力传感器研究[D];大连理工大学;2015年
5 黄海;光纤法布里-珀罗传感器腔长解调新方法与系统研究[D];重庆大学;2010年
6 徐俊山;白光非本征光纤法布里—珀罗传感器解调算法的研究[D];上海交通大学;2009年
7 杨杞;光纤法布里—珀罗应变传感器的研究[D];大连理工大学;2006年
8 李富宁;新型光纤法布里—珀罗干涉传感结构[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 吴伟伟;法布里—珀罗滤波器的驱动技术研究[D];合肥工业大学;2012年
10 丁兆昆;白光非本征光纤法布里—珀罗传感器的模式理论分析[D];上海交通大学;2009年
,本文编号:1935710
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/1935710.html