基于逐点法刻写的偏芯光纤布拉格光栅应变和温度传感研究
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作者:
作者单位:

(1.西安工业大学 光电工程学院,陕西 西安 710021; 2.西安工业大学 陕西省光电测试与仪器技术重点实验室,陕西 西安 710021)

作者简介:

陈海滨(1981-),男,工学博士,副教授,博士生导师,主 要从事光电探测及光纤传感方面的研究.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

陕西省教育厅重点科学研究计划(20JS060)和陕西省自然科学基础研究计划(2021JM-4 38)资助项目


Research on strain and temperature sensing of eccentric fiber Bragg grating base d on point-by-point method
Author:
Affiliation:

(1.School of Optoelectronics Engineering, Xi′ an Technological University, Xi′ an, Shaanxi 710021, China;2.Shaanxi Province Key Lab of Photoelectric Measurement and Instrument Technology,Xi′an Technological University,Xi′an,Shaanxi 710021, China)

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    摘要:

    为解决当前光纤光栅制备灵活性较低,以及测量 中不利于实现分布式波分复用的问题,提出了一 种于基于逐点法刻写的偏芯光纤布拉格光栅传感器(eccentric fiber Bragg grating,EFBG)。采用飞秒激光(femtosecond laser,FSL)逐 点刻写技术,光栅刻写位置垂直偏离光纤中心3 μm,光栅长度为5 mm,光栅中心波长为1 633 nm。不 同于传统光纤光栅,偏芯结构的光栅可以激发出较宽的包层模共振范围,通过分析包层模共 振峰的波长 漂移量,表征施加的应变大小或温度高低。实验结果表明,应变测量范围在0—5 00 με时,包层模灵敏度为 0.98 pm/με,温度测量范围在30—80 ℃时, 包层模灵敏度为10.89 pm/℃,并且包层模灵敏度相比芯模灵敏 度数值相差较小,从而可以实现应变或温度的传感测量。

    Abstract:

    To solve the problems of low flexibility of fiber grating preparation, and not conducive to the realization of distributed wavelength division multiplexing in measurement, an eccentric fiber Bragg grating (EFBG) sensor based on point-by-point method was proposed.Using the te chnology of point- by-point method with femtosecond laser (FSL),the grating writing position is vertica l deviation from the center by 3 μm,the length of the grating is 5 mm,the center wavelength of the grating is 1 633 nm. Different from traditional fiber Bragg grating (FBG),the eccentric structure of the grating can excite a wider range of cladding mode resonance.By analyzing the wavelength drift of the cladding mode resonance peak,the applied strain or temperature can be characterized.The expe rimental results show that in the strain measurement range of 0—500 με,the sensitivity of cladding mode is 0.98 pm/με,and in the temperature measurement range of 30—80 ℃,the sensitivity of cladding m ode is 10.89 pm/℃. Besides,the difference between cladding mode sensitivity and core mode sensitiv ity is small,so the sensor measurement of strain or temperature can be realized.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

田晨,陈海滨,胡锴,张军英,王伟.基于逐点法刻写的偏芯光纤布拉格光栅应变和温度传感研究[J].光电子激光,2022,33(8):865~870

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  • 收稿日期:2022-01-23
  • 最后修改日期:2022-03-09
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  • 在线发布日期: 2022-09-08
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