邓光晟 1,2,*方林颖 2郭澳然 2杨军 1,2[ ... ]尹治平 1,2
作者单位
摘要
1 合肥工业大学光电技术研究院特种显示与成像技术安徽省技术创新中心,安徽 合肥 230009
2 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院测量理论与精密仪器安徽省重点实验室,安徽 合肥 230009
提出了一种基于柔性超材料的高灵敏度拉力传感器,该超材料传感器由刻蚀在聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜表面的多方形谐振单元的平面阵列组成。拉伸柔性PDMS薄膜会改变谐振单元的结构参数,进而使传感器的谐振频率产生变化。该超材料传感器可以同时实现应变或拉力的高灵敏度检测。同时,谐振结构中央的方形连接环起到了不对称分裂间隙的作用,激发了具有更高Q值的高阶谐振模式,实现了更高的频谱分辨率。实验结果表明,施加拉力从0增大至1.2 N时,结构尺寸拉伸率达到初始状态的1.2倍,超材料的谐振峰频率从109.23 GHz红移到99.42 GHz。该传感器可以实现8.43 GHz/N的高灵敏度拉力传感。耐久性测试表明在该样品的使用中至少可以经历100次拉伸-松弛循环。所提出的传感器具有灵敏度高、加工方便、成本低和无线测量的优点,具有潜在的应用价值。
传感器 拉力传感器 柔性 超材料 光谱 高灵敏度 
光学学报
2024, 44(2): 0228001
作者单位
摘要
重庆光电技术研究所,重庆 400060
针对非破坏性键合拉力试验拉钩位置偏离情况,分析了键合丝受力大小的影响因素,讨论了拉钩位置偏离对键合丝状态的影响情况,并设计了可靠性验证方案,通过试验对比,表明非破坏性键合拉力试验拉钩位置偏离对键合可靠性影响有限。
非破坏性键合拉力 拉钩位置 键合可靠性 nondestructive bond pulling hook position bonding reliability 
半导体光电
2023, 44(3): 404
作者单位
摘要
1 山东华宇工学院 电气工程学院,山东 德州 253000
2 德州职业技术学院 电子与新能源技术工程系,山东 德州 253000
提出了一种基于光学游标效应的并联法布里-珀罗干涉仪,实现了高灵敏度的光纤拉力传感。为实现高质量的游标效应,该传感器由两个法布里-珀罗干涉仪并联组成,分别为传感干涉仪和参考干涉仪,在此基础上,采用光纤衰减器来精确调控参考干涉仪的插入损耗,便于波长和强度之间的完美匹配。实验结果显示,并联后的拉力灵敏度达到了63.5 nm/N,线性度为99.26%,与单一传感干涉仪相比灵敏度提高了15.8倍。同时,温度串扰仅为9.8×10-4 N/°C。该传感器具备制作简单、灵敏度高、机械强度高、体积小以及成本低等优点,为恶劣条件下拉力测量提供了应用参考。
法布里-珀罗 并联 拉力 游标效应 高灵敏度 光纤衰减器 Fabry-Perot Paralleled Tension Vernier effect High sensitivity Fibre optic attenuator 
光子学报
2022, 51(12): 1206003
谢凯 1,2谭滔 1,2司学振 1吕中宾 1[ ... ]张建中 2,*
作者单位
摘要
1 国家电网河南省电力公司电力科学研究院,河南 郑州 450002
2 哈尔滨工程大学纤维集成教育部重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150001
3 中国船舶工业系统工程研究院,北京 100094
采用一种光纤布拉格光栅三维拉力传感器对变电站高压套管的安装方式进行了测试,并对套管端部受力状态进行了长达1500 h的长时间监测。通过测量不同安装方式下套管端部的受力,优化了引下线方式和金具安装类型;对套管端部受力进行长时间监测,得到套管端部存在三维拉力和温度引起的热应力的结果,并在三维力中得到可能为风载荷加载在跨线上引起变电站结构晃动的低频信号频率为0.18 Hz和0.22 Hz。基于光纤布拉格光栅三维拉力传感器,初步实现了对变电站的健康监测,推动智能电网的发展。
光纤光学 光纤布拉格光栅 三维拉力传感器 高压变电站 高压套管 健康监测 
激光与光电子学进展
2021, 58(9): 0906002
作者单位
摘要
西安石油大学 理学院, 陕西 西安 710065
提出并制作了一种弯曲形变与应力拉伸可区分测量的全光纤敏感元件。全光纤敏感元件使用193nm ArF准分子激光器在单模-色散补偿-单模的干涉上刻写光栅, 组成光栅和迈克尔逊干涉的并联结构。分析了光纤敏感元件对弯曲和应力拉伸的响应机理。对光纤敏感元件进行了弯曲和拉伸测试, 实验结果表明: 在0~1.4m-1曲率下, 1524.27nm处干涉波谷的弯曲灵敏度为4.53dB/m-1, 线性度为0.991,光栅布拉格谐振峰处的能量基本不发生变化; 在0~500με拉伸形变范围内,1524.27nm处干涉波谷的形变拉伸灵敏度为-1.02pm/με, 线性度为0.979。布拉格谐振模式的形变拉伸灵敏度为0.615pm/με, 线性度为0.990。所提光纤敏感元件能够区分测量弯曲形变和应力拉伸, 其在工业应用具有较好的前景。
光纤光栅传感 迈克尔逊干涉 光纤拉力传感 光纤弯曲传感 色散补偿光纤刻栅 fiber Bragg grating sensor Michelson interferometer fiber strain sensor fiber bending sensor dispersion compensation fiber inscription 
光学技术
2018, 44(6): 677
张旋 1,*张立松 1黄冬 1雍振 1[ ... ]乔学光 2
作者单位
摘要
1 西安石油大学 理学院, 西安710065
2 西北大学 物理系, 西安 710069
在色散补偿光纤上刻写光栅, 形成全光纤复合传感结构, 将干涉结构和光栅结构集成在同一段光纤内.分析了干涉包层模式和布拉格谐振峰对纵向拉力以及温度的响应机理.通过监测包层模式和布拉格谐振峰的波长漂移量, 建立矩阵方程, 实现对纵向拉力和温度双参量的同时测量.实验结果表明, 包层模式和布拉格谐振峰对温度的响应灵敏度分别为49.4 pm/℃和11.0 pm/℃, 包层模式对纵向拉力的响应灵敏度为1.05 pm/με, 布拉格谐振模式对纵向拉力的响应灵敏度为0.651 pm/με, 且这四个参数均表现出良好的线性度.该传感器结构采用低阶包层模式和纤芯基模模式, 对外界环境折射率不敏感, 能较好地应用于纵向拉力和温度的同时测量中.
光纤传感 光纤布拉格光栅 全光纤拉力传感器 全光纤温度传感器 双参量测量 Fiber optics sensors Fiber Bragg grating All-fiber strain sensor All-fiber temperature sensor Double-parameter-measurement 
光子学报
2018, 47(3): 0306004
作者单位
摘要
1 国防科技大学信息通信学院, 陕西 西安 710100
2 西安邮电大学计算机学院, 陕西 西安 710121
3 重庆交通大学建筑与城市规划学院, 重庆 400074
为了解决光纤布拉格光栅制作中波长控制的问题,提高已有方案的精度,提出了一种基于相位掩模法刻写布拉格光栅过程中拉力调节和紫外光补偿的光栅刻写波长两步控制法。在光纤两端悬挂砝码调节其所受拉力,使刻写光栅的中心波长略小于目标波长。使用功率均匀的紫外光对光栅整体进行照射,补偿光栅中心波长到目标波长的差距。该方案控制下,光栅中心波长控制误差在±5 pm以内,且对原平台改造小,不会破坏刻栅平台稳定性。实验证明1 cm长的切趾布拉格光栅反射率可达到30 dB以上。相比已有的应力控制方法,该方法具有控制精度高、平台改动小、系统稳定性好的优点。
光纤光学 光纤布拉格光栅 中心波长控制 拉力调节 紫外光补偿 相位掩模法 
激光与光电子学进展
2017, 54(7): 070604
作者单位
摘要
北京交通大学理学院光信息科学与技术研究所发光与光信息技术教育部重点实验室,北京 100044
传统宽带光源光纤光栅(FBG)传感系统的解调部分比较复杂,为了克服这一缺点,使用线性扫频激光器作为FBG传感系统的光源,并选定一个光栅作为参考光栅,将其他光栅作为传感光栅。根据传感光栅与参考光栅的反射信号时间间隔的变化,解调得到FBG反射中心波长的变化,解调过程非常简便。基于FBG传感系统进行了温度和光纤轴向拉力的测量实验,验证了该系统的可行性和正确性,也证明了该系统可单独或同时测量温度和光纤轴向拉力。给出了提高系统测量精度的途径,包括保证参考光栅的温度稳定以及使用扫频速率较小的扫频光源和采样速率较高的示波器。
传感器 光纤传感 光纤布拉格光栅 扫频光源 温度 轴向拉力 
激光与光电子学进展
2017, 54(4): 040601
作者单位
摘要
昆明理工大学 信息工程与自动化学院, 昆明 650500
实现光纤Bragg光栅拉力传感器的静态测试和性能分析, 设计了一种量程为10 kN的拉力传感器标定装置对其进行校准实验。通过对光纤光栅解调仪的中心波长和拉力机产生的拉力值进行最小二乘法拟合, 求出静态标定系数, 并分析拉力传感器标定装置的不确定度。实验结果表明, 光纤传感器的灵敏度为0.161nm/kN, 线性度为1.796%FS, 二阶拟合曲线的重复性误差为1.337%FS, 标定装置的不确定度为0.029 kN。
光纤Bragg光栅 拉力传感器 标定 静态指标 不确定度 optical fiber Bragg grating tension sensor calibration static indicators uncertainty 
光学技术
2017, 43(1): 22
作者单位
摘要
昆明物理研究所,云南 昆明 650223
对制冷型探测器热负载的影响因素进行研究。针对内引线热传导这一主要因素进行深入探讨,提出了以聚酰亚胺薄膜为基底材质的柔性导电带方案,并给出了该柔性导电带详细制备技术参数。经检测和使用验证,该低热耗薄膜导电带可以在80 K 制冷型探测器中实现可靠电信号连接,对降低制冷型探测器热负载贡献明显。
聚酰亚胺 制冷型探测器 导电带 低热耗薄膜 破坏性拉力 polyimide cooled detector thin film flexible cable low thermal consumption film destructive tension 
红外技术
2015, 37(3): 193

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