大连理工大学 光电工程与仪器科学学院, 辽宁 大连 116024
针对当前光纤法布里-珀罗(F-P)传感器解调仪存在的结构复杂和成本较高等问题, 提出一种基于光学相关原理的新型解调方案.采用平板玻璃作为光学互相关器, 利用平板玻璃与F-P腔的互相关关系解调出光纤F-P传感器的腔长.建立仿真模型对解调光路进行优化设计, 搭建了结构简单的单模光纤F-P传感器解调仪, 该仪器仅由宽谱光源、平板玻璃、线阵CCD、柱面镜和单模光纤搭建而成.实验结果表明, 腔长解调分辨率达到0.72 nm.该解调仪在光纤测井、液位测量和结构健康监测等领域中的温度、压力和位移测量中有着广阔的应用前景.
光纤传感 光学相关 光纤法布里-珀罗干涉仪 平板玻璃 线阵电荷耦合元件 Fiber-optic sensing Optical correlation Fiber-optic Fabry-Perot interferometer Glass wafer Linear charge-coupled device
国防科技大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
基于傅里叶变换的非本征光纤法布里-珀罗干涉仪(EFPI)的解调方法，对解调白光干涉的EFPI具有解调精度高，动态范围大，且可实现腔长的绝对测量等优点。然而，该方法的动态范围和解调精度分别受限于采样导致的非线性谱分布以及傅里叶变换的栅栏效应。分别采用三次样条插值和改进的傅里叶变换来消除光谱的啁啾特性和提高解调精度。仿真和实验证明该算法的解调精度提高了70倍。
传感器 高精度 新型算法 非本征光纤法布里-珀罗干涉仪 光学学报
2014, 34(s1): s106009
1 中国石油集团渤海钻探工程有限公司博士后科研工作站，天津 300457
2 吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点联合实验室, 吉林 长春 130012
3 中国石油集团渤海钻探工程有限公司, 天津 300457
设计了一种在单模光纤末端涂覆聚二甲基硅氧烷(PDMS)形成聚合物微腔的探针型光纤法布里-珀罗干涉仪传感器（PFFPI），并对其折射率(RI)和温度传感特性进行了研究。其折射率和温度测量分别是基于消光比变化和波长漂移进行的，同时着重对这个器件的与众不同的折射率传感特性进行了理论分析，该理论分析可用于传感器的设计。传感器同时具有比较高的折射率灵敏度和温度灵敏度，在折射率为1.3625～1.4206 的范围内折射率灵敏度为-180.359 dB/RIU(RIU 表示折射率单元)，在温度为25 ℃~60 ℃的范围内温度灵敏度为355.28 pm/℃。该传感器具有体积小巧和生物兼容性良好等优点，与传统光纤传感器相比其更具优势的应用就是生化活动的检测，如组织培养等。
传感器 光纤传感器 光纤法布里-珀罗干涉仪 聚合物微腔 聚二甲基硅氧烷 探针型 高灵敏度 激光与光电子学进展
2014, 51(5): 050606
条纹计数法解调精度受限，而常用的高精度外差调频解调法(如相位生成载波法、线性调频法)，在光源调频过程中伴生有幅度调制并且调制解调系统复杂。提出了一种基于双光纤光路相位解调的法布里珀罗(F-P)位移传感器，原理上省去了光源调频过程，在提高检测精度的同时，成本与条纹计数法相当。与已有报道的双光路结构不同的是，该传感器对两干涉光路之间相位差无严格要求，安装调节简单，降低了传感器的工艺难度。位移测量实验结果表明，该传感器在0～500 μm的测量范围内，线性度为1.1%，误差限值为±3 μm。
传感器 光纤位移传感器 双光纤法布里珀罗干涉仪 直接相位解调 条纹计数法
1 电子科技大学宽带光纤传输和通信网技术教育部重点实验室， 四川 成都 610054
2 重庆大学光电技术与系统教育部重点实验室， 重庆 400044
提出了一种化学腐蚀掺铒光纤制作微型光纤法布里-珀罗干涉传感器的方法。通过对掺铒光纤进行化学腐蚀，形成凹槽，再与单模光纤直接熔接制作而成。实验制作的微型法布里-珀罗干涉传感器干涉条纹光滑，对比度达到15 dB。对该微型光纤法布里-珀罗干涉腔进行了应变和温度传感实验。实验结果表明，在0～600 με内，波谷移动随应变改变的灵敏度达到1.7 pm/με，线性度为0.999 8，从73～23 ℃，波谷移动随温度改变的灵敏度3.9 pm/℃，线性度为0.998 2。该方法制作的微型光纤法布里-珀罗传感器具有操作简单,一次成型,制作成本低的优点。
光纤传感器 光纤法布里-珀罗干涉仪 化学腐蚀 掺铒光纤 fiber optical sensors Fabry-Pérot interferometer chemical etching erbium-doped fiber
通过在镀膜单模光纤端面制作微透镜, 构造了微透镜光纤法布里-珀罗干涉仪。利用ABCD矩阵方法分析了微透镜法布里-珀罗腔的模场。由于微透镜的会聚作用, 法布里-珀罗腔模场可以和单模光纤模场良好的匹配, 从而达到高精细度和低插入损耗。实验制作的微透镜光纤法布里-珀罗干涉仪, 自由光谱区范围32.28 nm, 精细度为78, 峰值透射比为73%; 在法布里-珀罗腔的光学腔长增加到100 μm的情况下, 峰值透射比仍然大于50%。该微透镜光纤法布里-珀罗干涉仪制作容易、对设备要求低, 可以封装成光纤法布里-珀罗滤波器和传感器, 具有广泛的应用前景。
光纤光学 光纤传感器 光纤法布里-珀罗干涉仪 微透镜
设计了一种对透明液体浓度进行高精度测量的动态跟踪系统。该系统根据液体的浓度与折射率关系以及折射率与光纤法布里珀罗(F-P)干涉仪干涉光波波长、级次之间关系,通过测量法布里珀罗干涉仪干涉级次的变化量,获得液体浓度的变化量。系统中光源选用He-Ne激光器,波长为632.8 nm,输出功率为2 mW,法布里珀罗干涉腔反射面的反射系数为0.9～0.95,平行度为(1/10～1/20)光波波长,平面度为(1/20～1/100)光波波长,接收干涉条纹的器件采用电荷耦合器件(CCD),对电荷耦合器件输出的信号进行二值化处理时采用阈值浮动措施,消除光强波动带来的测量误差。通过对一组不同浓度酒精进行测量,该系统可识别出0.01℅的浓度变化。
光学测量 液体浓度 光纤法布里珀罗干涉仪 干涉级次
武汉理工大学光纤传感技术国家重点工业实验基地, 湖北 武汉 430070
为了消除光源强度波动对测量结果的影响,根据溶液浓度与其折射率的关系和光纤法布里-珀罗(F-P)干涉仪透射光谱中心波长与干涉仪腔内介质折射率之间的关系,利用其透射光谱的中心波长进行透明溶液浓度的精确测量,开发出测量实验系统。采用可调光学滤波器对传感信号进行采集。对浓度为5%～80%的酒精进行了实际测量实验,浓度最大测量偏差为0.003%。该系统具有如下特点
测量与计量 浓度测量 光纤传感系统 光纤法布里-珀罗干涉仪 波长 折射率
从多光束干涉的基本原理出发,分析了光源光谱对光纤法布里珀罗应变传感系统的影响.通过分析发现光源光谱的高斯分布会使光纤法布里珀罗应变传感系统产生测量误差,并从理论上推导出了这种误差的计算公式;通过计算机仿真发现光源的影响使应变测量结果出现了连续周期性的跳变,并通过实验验证了这种变化规律.
光纤法布里珀罗干涉仪 应变 高斯分布 周期性跳变
