设计了一种基于光强调制原理和微机电系统(MEMS)技术的光纤加速度传感器。加速度传感单元为硅质矩形梁,给出了矩形梁弯曲导致的遮光板位移与接收光纤光功率差的关系以及硅质矩形梁中间位置挠度与系统加速度的关系,得到了加速度与光功率差的关系。研究结果表明,设计的光纤加速度传感器在矩形梁中间位置的挠度变化范围为0~10 μm时,相应的加速度测量范围为0~120 m·s ^-2,最大加速度检测值高达12g(g为重力加速度)。

由直角梯形棱镜构成的环形谐振腔的输出信号在机械振动环境下会受到影响, 使输出波形幅值产生调制。为了改善谐振腔输出信号质量, 从工程探索的角度出发, 首次将对称型全反射棱镜纳入谐振腔的结构设计方案中。通过理论计算和有限元分析的方法, 对比了两种谐振腔的光线传输特性和应力分布。结果表明, 对于传输波长为632.8 nm的激光谐振腔而言, 对称型结构可以保证构成谐振腔的光学元件具有对称的应力分布, 降低棱镜上的应力双折射效应, 提高输出信号的稳定性。对称性棱镜环形谐振腔的激光传输轨迹更稳定, 装配要求更宽松, 应力极值仅为非对称结构的15%。通过对比, 在一个激励周期内, 对称型谐振腔的激光输出能量波动相比原始结构降低了52.63%, 平稳性获得了显著的改善。使用对称型环形谐振腔, 对于提高我国现阶段环形激光传感器件的输出稳定性提供了一种新的技术途径。