为了更准确了解桥梁结构变化情况,提出了一种新的检测方法。采用串联式组网方法,用光纤Bragg光栅(FBG)表面式应变传感器,对大桥左线衬砌裂缝及其长期变形进行监测。对裂缝存在区域的20个监测断面进行近一年的监测结果表明,对温度(测量记录最大温差6.4 ℃)进行补偿后,光纤Bragg光栅应变传感器的应变在正常范围内,表明在监测期桥梁结构稳定无异常变化。

针对当前图形化蓝宝石衬底 ICP干法工艺刻蚀流程, 对工艺腔室真空环境微气压调节非线性特征进行了动态监测, 本文提出了一种基于自适应模糊 PID的微气压控制算法。该算法利用质量流量计 MFC及真空泵组减压阀的参数调节, 实现真空环境微气压调节。通过 Matlab仿真及刻蚀流程气压控制测试表明, 工艺腔室的真空微气压自适应模糊 PID控制基本符合仿真结果。在气压为 0.13~20 Pa的真空环境下, 工艺腔室气压动态控制效果良好, 具有鲁棒性强、超调量小、过渡时间短等特点, 满足工艺刻蚀流程中正常刻蚀速率、选择比及均匀性等指标。

研制了一种双套管式光纤Bragg光栅温度传感器, 以实现无外力作用的温度测量。其中外套管隔离外加应力应变, 在内套管内松弛地放置光栅以隔离封装结构的表观热应变。引入引出尾纤穿过带孔螺栓, 以探测多个串联光栅。为了避免光栅处于张拉状态, 封装在外套管1、外套管2和内套管中的光纤余长应分别大于1.4 mm, 1.8 mm和0.4 mm。试验结果表明, 该光栅传感器的温度响应灵敏度为9.671×10-3 nm/℃, 温度测量分辨率为0.1℃。当水温从20℃跃变到70℃时, 该传感器的温度响应时间分别为t0.5=15±2 s和t0.9=52±4 s。当水温从70℃跃变到20℃时, 该传感器的温度响应时间分别为t0.5=26±9 s和t0.9=63±8 s。

提出一种相位掩模干涉仪用于对光纤光栅写入不同的Bragg波长。该系统中，光纤光栅由两块可旋转棱镜所形成的紫外干涉条纹写入，其中相位掩模被用作 1级衍射光的分束器。当两块顶角由相位掩模的 1级衍射角和棱镜折射率确定的棱镜的底部相互平行放置时，该相位掩模给出了Bragg波长的参考值。当Bragg波长的频移为1 nm时，棱镜最大的旋转角为1°，最小的旋转角是2.4′。与Talbot干涉仪中平面镜的旋转角23″/nm相比，该相位干涉仪中棱镜的旋转精度降低了2~3个数量级。该可调谐相位掩模干涉仪仅用一块相位掩模和两块旋转棱镜就可实现写入具有不同Bragg波长的光栅，替代了许多具有不同光栅周期的相位掩模。

将一种可旋转的双棱镜引入到相位掩模技术中以改变光栅的写入Bragg波长.在该系统中，光纤光栅是由来自可旋转双棱镜所形成的波长为248 nm的紫外干涉条纹写入的，其中，相位掩模被用作 1级衍射光的分束器，通过双棱镜的旋转可改变两写入光束的交叉角.为了初始化Bragg波长的参考值，双光栅的顶角由相位掩模的 1级衍射角和双棱镜的折射率确定.因为在~100 nm范围内两光束的非对称旋转对光栅周期的改变是5×10-4 nm，双棱镜引入的光栅的闪耀可忽略.当Bragg波长的移位为1 nm时，棱镜最大的旋转角为~1 degree，最小的旋转角是~2.4 min.与Talbot干涉仪中平面镜的旋转角~23 s/nm相比，该相位干涉仪中棱镜的旋转精度降低了2~3个数量级.