光纤法布里—珀罗传感技术及其工程应用 被引量：3

1

作者 张驰 严珺凡 +1 位作者 施斌 王兴 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第7期9-12,16,共5页

基于法布里—珀罗(F-P)干涉式原理的光纤应变传感器是近年来发展十分迅速的光纤传感器之一。综合目前已有的研发成果,介绍了光纤法布里—珀罗干涉仪(FFPI)的工作原理,包括本征型光纤法布里—珀罗干涉仪(IFPI)和非本征型法布里—珀罗干涉... 基于法布里—珀罗(F-P)干涉式原理的光纤应变传感器是近年来发展十分迅速的光纤传感器之一。综合目前已有的研发成果,介绍了光纤法布里—珀罗干涉仪(FFPI)的工作原理,包括本征型光纤法布里—珀罗干涉仪(IFPI)和非本征型法布里—珀罗干涉仪(EFPI)及其它基于FFPI原理的应变传感器,FFPI干涉腔腔长解调算法,应变式FFPI传感器类型,FFPI传感技术在结构应变监测中的应用,以及其相关问题与发展方向。 展开更多

关键词 光纤法布里—珀罗传感技术 光纤法布里—珀罗干涉仪 工程结构 应变

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光纤法布里—珀罗腔式冲击波压力传感器及其应用研究 被引量：4

2

作者 周会娟 余尚江 +3 位作者 杨吉祥 陈晋央 郭士旭 贾超 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S2期328-332,共5页

详细介绍了光纤法布里—珀罗(F-P)腔式压力传感器的工作原理,对研制的光纤F-P腔式传感器进行了详细的静态和动态性能标定实验,结果表明:研制的光纤F-P腔式冲击波压力传感器线性好、响应快、抗电磁干扰,并成功应用于化爆实验中的爆炸冲... 详细介绍了光纤法布里—珀罗(F-P)腔式压力传感器的工作原理,对研制的光纤F-P腔式传感器进行了详细的静态和动态性能标定实验,结果表明:研制的光纤F-P腔式冲击波压力传感器线性好、响应快、抗电磁干扰,并成功应用于化爆实验中的爆炸冲击波压力测量,取得了较好的测试效果。 展开更多

关键词 兵器科学与技术 光纤法布里—珀罗腔 光纤压力传感器 爆炸冲击波

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基于法布里—珀罗腔游标式级联可调谐滤波器的研究 被引量：2

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作者 符运良 金国良 袁一方 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期18-20,共3页

设计了一种基于LiNbO3衬底的法布里—珀罗腔游标式级联电光可调谐滤波器 ,利用多光束干涉原理对单个滤波器的电压频率响应特性进行了分析模拟 ,对由两个滤波器级联实现的多个波长的动态滤波进行了分析 ,结果的性能满足波分复用信号的滤... 设计了一种基于LiNbO3衬底的法布里—珀罗腔游标式级联电光可调谐滤波器 ,利用多光束干涉原理对单个滤波器的电压频率响应特性进行了分析模拟 ,对由两个滤波器级联实现的多个波长的动态滤波进行了分析 ,结果的性能满足波分复用信号的滤波要求。 展开更多

关键词 法布里—珀罗干涉仪 可调谐滤波器 谐振频率 波分复用 光纤通信

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液体填充增敏型法布里-珀罗微腔光纤温度传感器 被引量：5

4

作者 赵琼 王伟 +3 位作者 寇琬莹 陈海滨 黄盼 栗晓爽 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期856-861,共6页

为了提高传统空气腔法布里-珀罗(法珀)干涉仪的温度灵敏度,提出了一种基于液体填充的增敏型法珀微腔光纤温度传感器。传感器采用标准单模光纤与二氧化硅毛细管制作长度为微米量级的光纤法珀微腔并填充以液体。对所制作液体填充法珀微腔... 为了提高传统空气腔法布里-珀罗(法珀)干涉仪的温度灵敏度,提出了一种基于液体填充的增敏型法珀微腔光纤温度传感器。传感器采用标准单模光纤与二氧化硅毛细管制作长度为微米量级的光纤法珀微腔并填充以液体。对所制作液体填充法珀微腔光纤温度传感器,由反射光谱通过相关算法计算绝对腔长的方式实现温度解调。理论和实验均表明,该液体填充型法珀微腔传感结构具有明显的温度增敏效果。对于腔长为~12.140μm的液体填充法珀微腔光纤温度床感器,其腔长-温度灵敏度达到了2.185 nm/℃,高于作为参照的非填充空气腔法珀光纤温度传感器高一倍左右,增敏效果明显。 展开更多

关键词 液体填充 光纤温度传感器 法布里—珀罗腔 相关解调

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基于法布里-珀罗干涉的光纤倾角传感技术研究 被引量：3

5

作者 王帅 吴越 +3 位作者 宋言明 李红 孟凡勇 祝连庆 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期1492-1497,共6页

提出一种基于法布里—珀罗(Fabry-Perot,F-P)干涉的光纤倾角传感器,该传感器由单模光纤和毛细管组成。首先,分析光纤干涉原理和倾角传感原理;然后,制作封装光纤倾角传感器;最后,完成光纤F-P传感器倾斜实验,通过对采集得到的数据分析得... 提出一种基于法布里—珀罗(Fabry-Perot,F-P)干涉的光纤倾角传感器,该传感器由单模光纤和毛细管组成。首先,分析光纤干涉原理和倾角传感原理;然后,制作封装光纤倾角传感器;最后,完成光纤F-P传感器倾斜实验,通过对采集得到的数据分析得到传感器倾角的响应特性,并进行温度实验探究温度对传感器波长漂移的影响。实验结果表明:在0°~10°测量范围内,测量角度和反射波长呈线性关系,倾角灵敏度为0.2031 nm/°,线性度为0.99707;在45~49℃温度范围内,温度灵敏度为4.777 nm/℃,线性度为0.99934。该传感器具有结构简单、成本低、灵敏度高等特点,具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 光纤传感器 法布里—珀罗干涉 光纤倾角传感 光纤温度传感

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基于游标效应的级联法布里-珀罗传感器温度特性（英文） 被引量：5

6

作者 侯乐义 毛邦宁 +3 位作者 王剑锋 徐贲 沈常宇 赵春柳 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期58-66,共9页

理论和实验研究了基于游标效应的级联法布里—珀罗干涉型传感器的温度特性,该传感器是将一段空芯光纤熔接在两段单模光纤之间制作而成的,其中空芯光纤的长度与末端单模光纤的长度相近.仿真结果表明:当温度升高时,传感器的一些反射光谱... 理论和实验研究了基于游标效应的级联法布里—珀罗干涉型传感器的温度特性,该传感器是将一段空芯光纤熔接在两段单模光纤之间制作而成的,其中空芯光纤的长度与末端单模光纤的长度相近.仿真结果表明:当温度升高时,传感器的一些反射光谱向长波方向漂移,而另一些反射光谱向短波方向漂移.分析结果可知,光谱的移动方向和级联的两个法布里-珀罗干涉仪的自由光谱范围的差值有直接关系,在温度升高的情况下,自由光谱范围差值的正、负决定了传感器的光谱是向长波还是向短波方向漂移.此外,自由光谱范围差值的大小对传感器灵敏度的高低起决定性作用,其绝对值越小对应的传感器的灵敏度越高.实验制作了两个温度传感器,其自由光谱范围之差分别为0.055nm、-0.456nm,对应的温度灵敏度为163.8pm/℃、-75pm/℃,实验结果与仿真结果一致.通过调整空芯光纤和末端单模光纤的长度可进一步提高灵敏度,从而实现低成本、结构紧凑、高灵敏度的温度传感. 展开更多

关键词 级联法布里—珀罗干涉仪 游标效应 自由光谱范围 温度灵敏度 光谱漂移

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痕量乙炔气体光热干涉多谐波信号联合检测技术

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作者 潘兴亚 汪超 +2 位作者 邵建伟 周阳 乔锐勋 《高压电器》 北大核心 2025年第1期112-120,共9页

乙炔作为油浸式变压器故障诊断的主要特征气体,其在变压器油中的溶解浓度能够反映变压器的绝缘状态,光热光谱气体检测技术是可用于电气设备在线监测的新方法。文中在光热干涉原理的基础上,提出了基于2+4次谐波联合分析、2+4+6次谐波联... 乙炔作为油浸式变压器故障诊断的主要特征气体,其在变压器油中的溶解浓度能够反映变压器的绝缘状态,光热光谱气体检测技术是可用于电气设备在线监测的新方法。文中在光热干涉原理的基础上,提出了基于2+4次谐波联合分析、2+4+6次谐波联合分析的多谐波痕量乙炔气体检测方法,对不同谐波检测方法的调制深度进行了优化,并基于空芯光纤构建的法布里—珀罗干涉仪进行实验验证。相比于单2次谐波分析法,多谐波在0.5 h内的联合信号波动幅度低于1%,线性拟合优度R2均高于0.999,且2+4次谐波联合分析法与单2次谐波分析法的检测极限均约为125 ppb(1 ppb=1×10^(-9))。结果表明多谐波信号联合分析用于痕量乙炔气体检测有助于提高检测稳定性和线性度。 展开更多

关键词 油浸式变压器 光热干涉 法布里—珀罗干涉仪 多谐波联合分析

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基于非本征法珀干涉的自动温度补偿倾角传感器 被引量：4

8

作者 唐艳 陈艺征 +3 位作者 刘福 石碧耀 郭经红 梁云 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第9期97-99,104,共4页

提出并证明了一种基于非本征法布里—珀罗干涉(EFPI)原理具有自动温度补偿功能的高精度光纤倾角传感器。传感器采用EFPI原理和柔性绳悬挂质量块的结构,无需弹性元器件,通过直接测量质量块的位移来测量倾角。利用2只EFPI传感器的腔长差... 提出并证明了一种基于非本征法布里—珀罗干涉(EFPI)原理具有自动温度补偿功能的高精度光纤倾角传感器。传感器采用EFPI原理和柔性绳悬挂质量块的结构,无需弹性元器件,通过直接测量质量块的位移来测量倾角。利用2只EFPI传感器的腔长差消除温度影响,实现了高达±0.15″(角秒)的角度分辨率和0.01″/℃的超低温度灵敏度。通过对水电站倾角的监测,验证了该传感器在水利工程等建筑物的长期倾角监测中的适用性。 展开更多

关键词 倾角传感器 自动温度补偿 法布里—珀罗干涉

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基于挠度放大结构的增敏应变传感器 被引量：1

9

作者 陈艺征 吴跃斌 +3 位作者 钟成 唐艳 梁云 石碧耀 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第12期80-83,共4页

提出并论证了一种基于挠度放大结构和非本征法布里—珀罗干涉(EFPI)原理的增敏光纤应变传感器,旨在追求更高精度的应力检测,其关键特征是通过挠度放大结构将较小的轴向应变变化转化为较大的干涉腔长变化,当应变达到1500×10^(-6)时... 提出并论证了一种基于挠度放大结构和非本征法布里—珀罗干涉(EFPI)原理的增敏光纤应变传感器,旨在追求更高精度的应力检测,其关键特征是通过挠度放大结构将较小的轴向应变变化转化为较大的干涉腔长变化,当应变达到1500×10^(-6)时,干涉腔长的变化量超过0.5 mm,使得应变大小量更易获得,大幅提高了传感器的灵敏度。实验验证:该传感器具有1500×10^(-6)的量程和±0.04×10^(-6)的波动量。研究数据表明:该传感器具有寿命长、成本低、高灵敏度和高分辨力等优点,有望在实际工程结构健康检测领域应用。 展开更多

关键词 应变传感器 法布里—珀罗干涉 光纤 挠度放大结构

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基于双金属和FP干涉结构的光纤温度传感器

10

作者 周英剑 袁嫣红 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第7期122-124,共3页

为了提高现有光纤温度传感器的灵敏度和测温范围,提出了一种基于双金属和法布里—珀罗(FP)干涉结构的传光型光纤温度传感器。以双金属片作为感温元件,利用部分反射镜和双金属片作为上、下表面,构成FP腔,采用调频激光干涉原理测量感温元... 为了提高现有光纤温度传感器的灵敏度和测温范围,提出了一种基于双金属和法布里—珀罗(FP)干涉结构的传光型光纤温度传感器。以双金属片作为感温元件,利用部分反射镜和双金属片作为上、下表面,构成FP腔,采用调频激光干涉原理测量感温元件受热产生的FP腔腔长变化量,实现对温度的传感。实验结果表明:制成的光纤温度传感器的腔长变化量与温度呈较好的线性关系,线性度为99.96%,温度测量灵敏度达到了3885nm/℃,重复性高。 展开更多

关键词 光纤温度传感器 双金属片 法布里—珀罗干涉腔

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基于激光拍频的高温传感技术研究

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作者 李冰 李克城 +2 位作者 吴晓阳 王芳 王旭 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第4期25-27,共3页

为实现强电磁及其他特殊高温环境的直接温度测量,提出并演示了一种新颖、简单、低成本的光纤高温温度检测系统,该系统利用法布里—珀罗激光二极管(FP-LD)的强反馈来实时检测反射光纤的温度。传感系统由通信用激光光源——FP-LD、光纤环... 为实现强电磁及其他特殊高温环境的直接温度测量,提出并演示了一种新颖、简单、低成本的光纤高温温度检测系统,该系统利用法布里—珀罗激光二极管(FP-LD)的强反馈来实时检测反射光纤的温度。传感系统由通信用激光光源——FP-LD、光纤环镜Sagnac和光电探测器(PD)组成。利用该系统实现了温度变化范围为105~1025℃的高温温度传感。实验结果表明,在光纤软化温度内其强反馈拍频信号(BFS)的频率偏移与温度变化呈线性关系,可广泛应用于冶金、航空航天等领域的高温检测。 展开更多

关键词 强反馈 法布里—珀罗激光二极管 光纤Sagnac环 拍频信号

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新型极化聚合物薄膜电光调制器研究 被引量：3

12

作者 张大明 揣晓红 +3 位作者 陈开鑫 王菲 衣茂斌 许武 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期147-151,共5页

用对硝基偶氮苯类为侧链的键合型聚合物,采用高温电晕极化的方法制作电光薄膜,设计并构造极化聚合物薄膜电光调制器。当通光方向和极化方向平行并且垂直于极化聚合物薄膜的表面时,利用法布里 帕罗(F P)腔中多光束干涉,可以把通过的光由... 用对硝基偶氮苯类为侧链的键合型聚合物,采用高温电晕极化的方法制作电光薄膜,设计并构造极化聚合物薄膜电光调制器。当通光方向和极化方向平行并且垂直于极化聚合物薄膜的表面时,利用法布里 帕罗(F P)腔中多光束干涉,可以把通过的光由位相调制转化为强度调制,有利于电光调制器的小型化和高速封装。用这种聚合物薄膜电光调制器测量了铟锡氧化物共面波导上的电信号,并对系统的工作原理进行了分析。实验结果表明,薄膜调制器具有线性电光效应;当F P腔的精细因子为20(对1 3μm的光),调制电场为1V/μm时,研制的极化聚合物电光调制器的调制深度可达到0 01%。 展开更多

关键词 电光调制器 法布里—珀罗腔 电光薄膜 极化聚合物薄膜 高温电晕极化

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基于F-P原理的非本征型光纤爆炸动压传感器设计 被引量：1

13

作者 陈显 徐芬 +1 位作者 余尚江 杨吉祥 《传感器与微系统》 CSCD 2016年第4期76-78,共3页

设计了一种非本征型光纤法布里—珀罗(F—P)爆炸压力传感器,传感器采用膜片式结构,采用三波长法对F—P信号进行解调。压力加载试验表明,研制的F—P压力传感器线性度较好,具有较高的频响特性,在实际的爆炸测试中不受电磁干扰影响,可用于... 设计了一种非本征型光纤法布里—珀罗(F—P)爆炸压力传感器,传感器采用膜片式结构,采用三波长法对F—P信号进行解调。压力加载试验表明,研制的F—P压力传感器线性度较好,具有较高的频响特性,在实际的爆炸测试中不受电磁干扰影响,可用于爆炸动压测量。 展开更多

关键词 非本征光纤 法布里—珀罗 压力传感器 爆炸测量

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一种基于聚苯硫醚薄膜的高灵敏度光纤声波传感器

14

作者 刘理 徐来 +2 位作者 毛莉莉 劳泽锋 曾伟 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2022年第12期19-21,25,共4页

提出了一种基于聚苯硫醚(PPS)薄膜的高灵敏度光纤声波传感器,利用PPS薄膜和光纤端面构建法布里—珀罗(F-P)腔,通过PPS薄膜受压形变调制F-P腔长,实现高效声光换能。传感PPS薄膜形变灵敏度可达66.11 nm/Pa。采用功率解调方法,实现了50 Hz~... 提出了一种基于聚苯硫醚(PPS)薄膜的高灵敏度光纤声波传感器,利用PPS薄膜和光纤端面构建法布里—珀罗(F-P)腔,通过PPS薄膜受压形变调制F-P腔长,实现高效声光换能。传感PPS薄膜形变灵敏度可达66.11 nm/Pa。采用功率解调方法,实现了50 Hz~20 kHz频率范围内声波探测,灵敏度高达549.8 mV/Pa,信噪比达57 dB,最小可探测声压为28 dB。 展开更多

关键词 光纤传感 法布里—珀罗干涉仪 声波传感器 复合薄膜

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一种F-P光纤爆炸压力传感器设计 被引量：5

15

作者 陈显 余尚江 +1 位作者 周会娟 陈晋央 《传感器与微系统》 CSCD 2018年第2期99-101,105,共4页

设计了一种支撑式光纤法布里—珀罗(F-P)爆炸压力传感器,传感器采用支撑式结构,采用三波长法进行解调,量程50~500 MPa。压力加载试验表明:研制的F-P压力传感器线性度较好,回程误差小,具有较高的频响特性,在实际的爆炸测试中不受电磁干... 设计了一种支撑式光纤法布里—珀罗(F-P)爆炸压力传感器,传感器采用支撑式结构,采用三波长法进行解调,量程50~500 MPa。压力加载试验表明:研制的F-P压力传感器线性度较好,回程误差小,具有较高的频响特性,在实际的爆炸测试中不受电磁干扰影响,可用于爆炸动压测量。 展开更多

关键词 法布里—珀罗 压力传感器 爆炸测量

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飞秒激光制备的高灵敏度气压探针传感器 被引量：2

16

作者 郭小珊 王解 +3 位作者 叶文豪 江超 孙四梅 刘昌宁 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期1498-1505,共8页

提出并实验验证了一款基于法布里—珀罗干涉仪(FPI)的气压探针传感器。首先将毛细石英管与单模光纤拼接,然后利用飞秒激光将毛细石英管精确切割到极短长度,最后在毛细石英管的端面涂覆聚乙烯醇(PVA)薄膜构成气压传感探针。传感头总长度... 提出并实验验证了一款基于法布里—珀罗干涉仪(FPI)的气压探针传感器。首先将毛细石英管与单模光纤拼接,然后利用飞秒激光将毛细石英管精确切割到极短长度,最后在毛细石英管的端面涂覆聚乙烯醇(PVA)薄膜构成气压传感探针。传感头总长度仅为50μm,可以在有限的空间和恶劣的环境中灵活使用。实验结果表明解调传感器反射谱波长漂移量实现了环境气压测量,气压灵敏度达到-4.457 nm/MPa,线性度为99.52%,气压测量范围0~0.5 MPa。在低温时传感器对温度有一定的依赖性;在高温时传感器对温度不敏感,可以忽略温度对气压测量的串扰。该传感器结构紧凑、灵敏度高、结构重复性好、温度串扰小,在工程实际中具有一定的应用前景。 展开更多

关键词 光纤气压传感器 法布里—珀罗干涉仪 飞秒激光微加工 聚乙烯醇 毛细石英管 气压

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非本征型FP干涉光纤传感器的膜片性能研究 被引量：2

17

作者 林一城 王文华 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第3期73-75,83,共4页

针对膜片材料参数对膜片形变式非本征型法布里—珀罗(FP)干涉光纤传感器性能的影响,研究了石英玻璃和单晶硅(100)膜片非本征FP干涉光纤传感器,用于中低压环境的测量。选定膜片材料有效半径425~500μm,厚度10~30μm,通过MATLAB对不同材... 针对膜片材料参数对膜片形变式非本征型法布里—珀罗(FP)干涉光纤传感器性能的影响,研究了石英玻璃和单晶硅(100)膜片非本征FP干涉光纤传感器,用于中低压环境的测量。选定膜片材料有效半径425~500μm,厚度10~30μm,通过MATLAB对不同材料的膜片进行仿真分析,研究了石英玻璃和单晶硅(100)膜片的主要参数有效半径、厚度对灵敏度与动态压力信号频率响应的影响。仿真结果表明:石英玻璃和单晶硅(100)都有比较适中的灵敏度和响应频率,在膜片有效半径和厚度相同的情况下,石英玻璃的灵敏度要高于单晶硅(100)的,而单晶硅(100)的频率响应高于石英玻璃。通过激光焊接石英玻璃膜片的FP干涉传感器,有效半径为500μm,厚度为30μm时,压力灵敏度的实测结果为5.77 nm/kPa,与仿真结果基本吻合。 展开更多

关键词 光纤传感器 法布里—珀罗干涉 膜片 灵敏度 频率响应

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基于Fabry-Perot的高灵敏度局部放电检测传感器 被引量：2

18

作者 吴明孝 李雪桓 +2 位作者 周少珍 杨威 付刚 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第7期90-93,共4页

提出了一种用于局部放电检测的高灵敏度微型光纤法布里—珀罗(F-P)传感器。利用MEMS技术由单模光纤端面和具有波纹结构的氮化硅(Si3N4)膜构成。实验分析了传感器不同膜片结构的性能。结果表明:所提出的传感器1 kHz声信号下,声压为38.86 ... 提出了一种用于局部放电检测的高灵敏度微型光纤法布里—珀罗(F-P)传感器。利用MEMS技术由单模光纤端面和具有波纹结构的氮化硅(Si3N4)膜构成。实验分析了传感器不同膜片结构的性能。结果表明:所提出的传感器1 kHz声信号下,声压为38.86 mPa时,信噪比为80.18 dB,最小可探测声压为3.07μPa/Hz1/2。此外,该传感器具有平坦的频率响应和线性的声压响应,同时具有极高的灵敏度和微小的尺寸,适合局部放电的检测实际应用。 展开更多

关键词 光纤传感器 光纤法布里—珀罗 氮化硅膜 波纹膜结构

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基于AR结构与FPI级联的游标效应增敏温度传感器

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作者 孙远 周大海 刘理 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第4期23-26,共4页

提出并实验验证了一种基于游标效应的超灵敏温度传感器,传感器由带有二氧化硅(SiO2)毛细管和空气腔的级联结构组成。毛细管可引起反谐振(AR)效应,空气腔具有法布里—珀罗干涉仪(FPI)的作用。利用FPI进行传感,毛细管作为混合级联传感器... 提出并实验验证了一种基于游标效应的超灵敏温度传感器,传感器由带有二氧化硅(SiO2)毛细管和空气腔的级联结构组成。毛细管可引起反谐振(AR)效应,空气腔具有法布里—珀罗干涉仪(FPI)的作用。利用FPI进行传感,毛细管作为混合级联传感器的参考干涉仪。实验结果表明:所提出的级联传感器的温度灵敏度显著提高,从0.477 nm/℃提高到2.43 nm/℃,与单一FPI相比,放大系数高达5.06。该传感器具有结构简单、性能稳定等优点。此外,基于AR效应的游标效应研究鲜有报道。 展开更多

关键词 法布里—珀罗干涉仪 反谐振效应 游标效应 温度传感器

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