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固体隙法布里-珀罗干涉仪成像特性仿真研究
1
作者 潘海涛 陆家加 +4 位作者 龚秋成 王天才 朱亚军 张斌 谭中奇 《激光技术》 北大核心 2025年第3期356-362,共7页
法布里-珀罗(F-P)干涉仪多采用气体隙F-P腔结构,常受腔镜调节、稳定性、体积等因素的限制,为了解决上述问题,利用固体隙F-P腔结构进行了改进。基于多光束干涉理论对固体隙F-P干涉仪开展仿真研究,对各级次干涉条纹峰值位置和半峰全宽位... 法布里-珀罗(F-P)干涉仪多采用气体隙F-P腔结构,常受腔镜调节、稳定性、体积等因素的限制,为了解决上述问题,利用固体隙F-P腔结构进行了改进。基于多光束干涉理论对固体隙F-P干涉仪开展仿真研究,对各级次干涉条纹峰值位置和半峰全宽位置进行了求解,分析了固体隙F-P腔的腔长、反射率和介质折射率3个因素对固体隙F-P干涉仪的成像质量影响,并根据需求加工了一块16 mm厚的固体隙F-P腔样品。结果表明,1级条纹峰值位置偏差优于5个像素点,其它级次条纹偏差均优于2个像素点,两者吻合性较好。该工作初步验证了固体隙结构在干涉仪成像中的适用性和可扩展性,完成了固体隙F-P干涉仪的基础理论探索,并为固体隙F-P干涉仪的相关研发工作提供了参考。 展开更多
关键词 光学设计 光学检测 法布里-珀罗干涉仪 固体隙法布里-珀罗腔 多光束干涉理论
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用于断层测量的温度补偿光纤外腔型法布里-珀罗位移传感器 被引量：4
2
作者 彭华 马秀敏 +2 位作者 王震 崔留住 江毅 《地质力学学报》 CSCD 2013年第3期315-324,共10页
针对光纤EFPI传感器通常尺寸很小,而断层尺寸相对较大,导致光纤EFPI传感器在待测断层处安装不便的情况,提出了一种可用于断层测量的光纤外腔型法布里-珀罗位移传感器。两根陶瓷插芯从陶瓷套管的两端插入构成EFPI结构,通过使用金属内管... 针对光纤EFPI传感器通常尺寸很小,而断层尺寸相对较大,导致光纤EFPI传感器在待测断层处安装不便的情况,提出了一种可用于断层测量的光纤外腔型法布里-珀罗位移传感器。两根陶瓷插芯从陶瓷套管的两端插入构成EFPI结构,通过使用金属内管和金属外管,增大了光纤EFPI位移传感器的尺寸;并且金属外管的两端采用O型圈密封,因此该EFPI位移传感器能够防水防尘。为了消除温度对EFPI位移传感器的影响,两根金属内管采用了不同热膨胀系数的材料在结构上进行温度补偿。在温度连续变化的环境下,对腔长为718.39 m的EFPI位移传感器进行了测量。测量结果显示,经过温度补偿设计后,位移传感器的温度系数由0.14μm/℃下降到了-0.04μm/℃,并呈现过补偿。 展开更多
关键词 光纤传感器 外腔型法布里-珀罗干涉仪 温度补偿 断层测量
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一种基于外腔式法布里-珀罗干涉仪的光纤加速度计 被引量：1
3
作者 王学锋 王明超 +1 位作者 唐才杰 何哲玺 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期800-804,共5页
研制了一种基于外腔式法布里-珀罗(F-P)干涉仪的光纤加速度计,理论分析了影响标度因数的结构参数,并利用有限元分析软件ANSYS对该结构进行仿真分析。F-P干涉仪由光纤端面和固定在弹性膜片上的反射镜组成,膜片上加工两圈花瓣状分布的弧... 研制了一种基于外腔式法布里-珀罗(F-P)干涉仪的光纤加速度计,理论分析了影响标度因数的结构参数,并利用有限元分析软件ANSYS对该结构进行仿真分析。F-P干涉仪由光纤端面和固定在弹性膜片上的反射镜组成,膜片上加工两圈花瓣状分布的弧形阵列。这种F-P干涉仪结构标度因数高、横向串扰小。经实验测定,该光纤加速度计标度因数为155.48 rad/g,与仿真分析结果基本吻合,交叉灵敏度仅为4.87×10^(-2) rad/g,分辨率为100mg,零位稳定性为125mg,提出了进一步提高性能的方法。 展开更多
关键词 光纤加速度计 弹性膜片 外腔式 法布里-珀罗干涉仪
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球拍型悬臂梁光纤Fabry-Perot腔声传感器的研究
4
作者 殷泽轩 《光通信技术》 北大核心 2025年第4期19-24,共6页
为提高光纤法布里-珀罗(F-P)腔声传感器的灵敏度,设计了一种球拍型悬臂梁光纤F-P腔声传感器。首先,基于COMSOL仿真软件对悬臂梁进行模态分析和尺寸优化;其次,采用激光加工技术制备了304不锈钢材质的球拍型悬臂梁光纤F-P腔声传感器,并通... 为提高光纤法布里-珀罗(F-P)腔声传感器的灵敏度,设计了一种球拍型悬臂梁光纤F-P腔声传感器。首先,基于COMSOL仿真软件对悬臂梁进行模态分析和尺寸优化;其次,采用激光加工技术制备了304不锈钢材质的球拍型悬臂梁光纤F-P腔声传感器,并通过显微测量验证了加工精度;最后,搭建声学测试系统,在20~3000 Hz频率范围内对传感器的性能进行测试。实验结果表明:该传感器的谐振频率为1750 Hz,在400~3000 Hz范围内灵敏度均高于350 mV/Pa;在1400 Hz工作频率下,0.01~0.17 Pa声压范围内的灵敏度达到3619.57 mV/Pa,线性度为0.9998,信噪比(SNR)为49.1 dB,最小可检测声压(MDP)为15.03μPa/Hz1/2。 展开更多
关键词 法布里-珀罗腔 声传感器 球拍型悬臂梁 谐振频率 最小可检测声压
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基于F-P腔干涉的两段式光纤传感器 被引量：1
5
作者 徐正天 杨树 《光通信技术》 北大核心 2020年第10期9-11,共3页
一般的传感器灵敏度高,但体积大,不便于封装。法布里-珀罗(F-P)腔型传感器结构简单、体积小和封装容易等优点获得了广泛关注。通过熔接2段不同折射率光纤,并将传感光纤包层去掉、浸泡在待测液体中,构成了F-P腔折射率传感器。传感器的最... 一般的传感器灵敏度高,但体积大,不便于封装。法布里-珀罗(F-P)腔型传感器结构简单、体积小和封装容易等优点获得了广泛关注。通过熔接2段不同折射率光纤,并将传感光纤包层去掉、浸泡在待测液体中,构成了F-P腔折射率传感器。传感器的最小分辨率为3.0135×10^-4,传感光纤长度仅为15μm,尺寸远小于其它F-P腔干涉仪,并且对传感光纤长度精度要求很低,便于制造。 展开更多
关键词 法布里-珀罗腔干涉仪 折射率传感器 光纤
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全光纤粗锥MZ级联PCF-FP结构双参数特性研究 被引量：1
6
作者 周康鹏 何巍 +2 位作者 张雯 刘锋 祝连庆 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第7期209-216,共8页
为了在测量NaCl溶液浓度的同时实现对温度的监测,提出了一种基于马赫-曾德干涉仪(Mach-Zehnder Interferometer,MZI)级联法布里-珀罗干涉仪(Fabry-Perot Interferometer,FPI)的干涉型传感器。在单模光纤上通过熔融放电制作出一对腰锥直... 为了在测量NaCl溶液浓度的同时实现对温度的监测,提出了一种基于马赫-曾德干涉仪(Mach-Zehnder Interferometer,MZI)级联法布里-珀罗干涉仪(Fabry-Perot Interferometer,FPI)的干涉型传感器。在单模光纤上通过熔融放电制作出一对腰锥直径155μm、间隔1.5 cm的MZI,其对比度为10 dB、周期29.85 nm;在MZI尾纤的一端与光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber,PCF)相对熔接并在距熔接点176μm处将PCF切平,形成对比度为8 dB、周期为5.71 nm的FPI。实验选取1 535~1 555 nm波段MZI和FPI的干涉波谷特征波长,在0~150℃的温度和0%~24%的NaCl溶液浓度变化范围内测得MZI的温度和折射率灵敏度分别为50 pm/℃和9.97 nm/RIU,线性度均大于0.97;而FPI的波谷特征波长对折射率不敏感,温度灵敏度约为8.3 pm/℃,线性度为0.98。最后,通过构建温度-浓度函数关系矩阵得出了对温度和NaCl溶液浓度的灵敏度矩阵。该干涉型传感器对温度和NaCl溶液浓度表现出良好的灵敏度和线性度,可实现上述双参数的同时测量。 展开更多
关键词 光纤干涉型传感器 马赫-曾德干涉仪 法布里-珀罗干涉仪 温度-NaCl溶液浓度 光子晶体光纤
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光纤气泡微腔传感技术 被引量：2
7
作者 刘申 廖常锐 王义平 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期104-147,共44页
基于光纤气泡微腔的干涉仪在光纤传感领域中已经获得广泛关注.结合最新研究进展,给出了一种电弧放电法制备光纤气泡微腔的新技术,该技术仅利用商用光纤熔接机且无需辅助设备.系统研究了基于光纤气泡微腔的法布里-珀罗干涉仪的工作原理... 基于光纤气泡微腔的干涉仪在光纤传感领域中已经获得广泛关注.结合最新研究进展,给出了一种电弧放电法制备光纤气泡微腔的新技术,该技术仅利用商用光纤熔接机且无需辅助设备.系统研究了基于光纤气泡微腔的法布里-珀罗干涉仪的工作原理、制备方法及传感应用,实现了基于矩形气泡微腔的光学回音壁模式谐振器,进一步完成了腔模式的应变调谐. 展开更多
关键词 光纤传感 气泡微腔 法布里-珀罗干涉仪 回音壁谐振器 气压传感 应变传感
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光纤压力传感器测量的最小偏差腔长解调算法
8
作者 申雅峰 江毅 隋广慧 《计量学报》 CSCD 北大核心 2023年第8期1235-1239,共5页
在光纤传感技术领域应用基于法珀腔(外腔式法布里-珀罗干涉腔)结构的光纤压力传感器进行气体压力测量时,由于传感器结构决定了腔长动态范围相对较小,需要高分辨率的腔长测量方法。因此针对基于法珀腔结构的光纤压力传感器进行绝对腔长... 在光纤传感技术领域应用基于法珀腔(外腔式法布里-珀罗干涉腔)结构的光纤压力传感器进行气体压力测量时,由于传感器结构决定了腔长动态范围相对较小,需要高分辨率的腔长测量方法。因此针对基于法珀腔结构的光纤压力传感器进行绝对腔长解调算法研究,提出一种高精度最小偏差腔长解调算法,通过将法珀腔光纤压力传感器密封在压力标准源中,对等间隔压力变化产生的不同腔长进行实时解调,实现了气体压力的实时测量。实验结果表明,法珀腔光纤压力传感器腔长值随压差变化呈现出良好的线性关系和重复性,腔长测量的重复性为±1 nm,精度为0.1496%,压力测量的重复性为0.12%,压力测量的精度优于0.5%。 展开更多
关键词 计量学 压力测量 光纤传感器 外腔式法布里-珀罗干涉腔 腔长解调
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蓝宝石衍生光纤及传感器研究进展 被引量：3
9
作者 庞拂飞 马章微 +3 位作者 刘奂奂 陈娜 陈振宜 王廷云 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期59-74,共16页
蓝宝石衍生光纤(sapphire-derived fiber,SDF)具有机械强度良好、耐高温等性能,在高温传感、分布式应力传感等方面有广阔应用前景.该文首先简要介绍了蓝宝石衍生光纤的基本特性,然后结合该课题组近几年在该方向的研究进展,对基于蓝宝石... 蓝宝石衍生光纤(sapphire-derived fiber,SDF)具有机械强度良好、耐高温等性能,在高温传感、分布式应力传感等方面有广阔应用前景.该文首先简要介绍了蓝宝石衍生光纤的基本特性,然后结合该课题组近几年在该方向的研究进展,对基于蓝宝石衍生光纤的布拉格光栅、法布里-珀罗腔、长周期光栅和马赫-曾德尔干涉仪进行重点讨论,分析了基于蓝宝石衍生光纤传感器的工作原理和实现方法. 展开更多
关键词 蓝宝石衍生光纤 光纤布拉格光栅 法布里-珀罗腔 长周期光栅 马赫-曾德尔干涉仪
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虚拟仪器技术在FBG传感系统中的应用 被引量：1
10
作者 李鹏 余峰 郭裕强 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2006年第5期75-77,共3页
介绍了一种基于虚拟仪器技术的光纤B ragg光栅(FBG)传感监测系统,包括FBG传感器的基本工作原理、虚拟仪器技术的特点和LabVIEW软件的应用。实验表明:该系统能够正确采集FBG传感过程中的应变和温度等特征信号,并能有效利用计算机实现信... 介绍了一种基于虚拟仪器技术的光纤B ragg光栅(FBG)传感监测系统,包括FBG传感器的基本工作原理、虚拟仪器技术的特点和LabVIEW软件的应用。实验表明:该系统能够正确采集FBG传感过程中的应变和温度等特征信号,并能有效利用计算机实现信号的处理,可以满足FBG实时监测的要求。 展开更多
关键词 光纤BRAGG光栅 虚拟仪器 Lab传感器 非本征型法布里-珀罗干涉仪
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