1 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心
2 江苏省气象探测与信息处理重点实验室
3 南京信息工程大学 电子与信息工程学院, 南京 210044
以新型的石墨烯材料为压力敏感膜, 设计了一种基于法布里-珀罗干涉的光纤微压传感器。利用薄膜光学理论, 分析了不同层数石墨烯膜的反射率特性。仿真结果表明, 增加层数可以提高石墨烯膜的反射率。根据光传输矩阵的理论, 研究并模拟了法珀腔的几何参数对反射信号的影响。通过分析对比几种大挠度圆膜应变的理论, 建立了石墨烯薄膜的压力敏感特性模型, 并利用ANSYS静态力学非线性对模型的挠度形变特性进行有限元仿真, 验证了模型的准确性, 为设计制作基于石墨烯薄膜的光纤微压传感器提供了理论基础。
石墨烯膜 微压传感器 法珀干涉 大挠度应变理论 有限元分析 光传输矩阵理论 graphene film micro-pressure sensor Fabry-Perot interference large deflection strain theory finite element analysis optical transmission matrix theory
1 中国测试技术研究院, 成都 四川 610066
2 电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室, 成都 四川 611731
为研究光纤法珀传感器中法珀腔结构参数对其条纹对比度的影响，基于光传输矩阵方法，建立了描述非本征型光纤法珀干涉结构中光束传播特性的理论模型。以基于化学腐蚀渐变多模折射率光纤方法制作而成的光纤法珀传感器为例，进行了数值模拟。由模拟结果可以得出，腔长为40 μm、曲率半径在85~115 μm范围内可以获得较高的条纹对比度。其结果表明，通过优化法珀腔的腔长和形状可以改善光纤法珀传感器反射光谱的条纹对比度。
光纤传感器 渐变多模折射率光纤 法珀干涉仪 光传输矩阵 optical fiber sensor graded-index multimode fiber Fabry-Pérot interferometer ray-transfer-matrix
