北京理工大学光电学院信息光子技术工业和信息化部重点实验室，北京 100081
光纤激光干涉技术是外腔式法布里-珀罗干涉仪（EFPI）传感器动态信号解调的主要技术方案，具有测量灵敏度高、动态范围大、测量频率范围宽等优点。本文从外腔式法布里-珀罗干涉仪相对测量的基本原理出发，回顾了几种主流光纤激光干涉测量技术的解调原理、方法及优缺点，重点介绍了作者课题组提出的几种新型被动解调技术，着力解决现有解调仪仅能测量单一腔长的传感器、直流分量去除、腔长在变化甚至不知道等条件下的信号解调问题。
激光与光电子学进展
2021, 58(13): 1306017
1 北京理工大学光电学院, 北京 100081
2 北京理工大学激光微纳制造研究所, 北京 100081
设计了一种基于飞秒激光加工的无膜式光纤气体压力传感器。通过熔接形成了单模光纤-空心光纤-无芯光纤(NCF)结构,熔接结构中的两个熔接面作为反射面,构成一个低精细度的外腔式法布里-珀罗干涉仪(EFPI)。利用飞秒激光加工结构中的空心光纤部分,烧蚀出一个与外界环境连通的小孔。外界气体压力的变化引起EFPI腔中气体折射率发生变化,通过测量法布里-珀罗腔的光学腔长,得到对应的外界气体压力。实验结果表明,传感器在0~5 MPa压力范围内的腔长-压力灵敏度为1.02 μm/MPa,传感器的压力分辨率为2.4 kPa。该压力传感器具有量程大、灵敏度高、分辨率高和线性度高等优点。
光纤光学 压力传感器 外腔式法布里-珀罗干涉仪 飞秒激光加工 激光与光电子学进展
2019, 56(10): 100601
1 北京理工大学 光电学院, 北京100081
2 北京理工大学 激光微纳制造研究所, 北京 100081
3 中自高科(苏州)光电有限公司, 苏州 215000
报道了一种基于飞秒激光加工的微纳高温振动传感器。通过熔接形成单模光纤-空芯光纤-单模光纤的结构, 利用单模光纤和空芯光纤在熔接面形成的菲涅尔反射, 构成外腔式法布里-珀罗干涉仪(EFPI)。用飞秒激光烧蚀空芯光纤, 形成悬臂梁结构。末端的单模光纤作为质量块, 在受到振动时带动悬臂梁振动, 使悬臂梁产生微弯, 进而使EFPI腔长发生变化。实验结果表明, 传感器的工作区域为20~300Hz, 在100Hz时, 0~3.01g范围内测得加速度分辨率为5×10-4g, 加速度响应灵敏度为129.6nm/g。传感器受温度影响小, 腔长的温度交叉响应仅为0.225nm/℃, 传感器可耐950℃高温冲击。
振动传感器 高温传感器 飞秒激光加工 外腔式法布里-珀罗干涉仪(EFPI) vibration sensor high-temperature sensor femtosecond laser machining extrinsic Fabry-Perot interferometer (EFPI)
