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基于分布式传感的抗弯曲光纤研究进展
1
作者
李佳琪
张立欣
+1 位作者
刘紫娟
李永倩
《激光杂志》
北大核心
2025年第5期11-19,共9页
光纤弯曲会产生损耗、降低传感信号强度,在极端情况下甚至会导致传感信号的消失。抗弯曲光纤因其不受弯曲损耗影响,能保持良好的传感性能,成为分布式光纤传感领域的研究热点。以弯曲不敏感光纤和光子晶体光纤为例,分析抗弯曲光纤的基本...
光纤弯曲会产生损耗、降低传感信号强度,在极端情况下甚至会导致传感信号的消失。抗弯曲光纤因其不受弯曲损耗影响,能保持良好的传感性能,成为分布式光纤传感领域的研究热点。以弯曲不敏感光纤和光子晶体光纤为例,分析抗弯曲光纤的基本结构与特点;对近年来抗弯曲光纤的设计及其在分布式传感中的应用进行探讨,得出弯曲不敏感光纤与光子晶体光纤能够达到的最小弯曲半径均为1 mm,在1 550 nm附近的工作波长下损耗值小于0.2 dB;最后指出抗弯曲光纤的前沿应用领域及未来研究方向,在抗弯曲的基础上兼顾大模场面积、长距离传感、高精度以及多参量检测等。
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关键词
光纤
传感
弯曲损耗
抗弯曲
光纤
细直径光纤
光子晶体
光纤
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职称材料
基于细直径极大倾角光纤光栅的悬臂梁低频振动传感器性能研究
2
作者
邹雪
邓欧
+8 位作者
罗彬彬
吴德操
赵明富
钟年丙
宋涛
蒋上海
谢浪
柳鹏
刘恩华
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第12期42-50,共9页
为了测量结构的低频振动参数,提出一种细直径极大倾角光纤光栅的悬臂梁振动加速度传感器,并研究了该传感器的特性及优化方法.首先,对细直径极大倾角光纤光栅的轴向应变、弯曲应变特性以及悬臂梁振动传感模型进行理论分析;然后,通过静态...
为了测量结构的低频振动参数,提出一种细直径极大倾角光纤光栅的悬臂梁振动加速度传感器,并研究了该传感器的特性及优化方法.首先,对细直径极大倾角光纤光栅的轴向应变、弯曲应变特性以及悬臂梁振动传感模型进行理论分析;然后,通过静态实验进行验证并分析轴向应变和弯曲应变对悬臂梁振动的影响;最后,完成悬臂梁动态振动实验性能测试,并与标准直径极大倾角光纤光栅传感器进行对比.实验结果表明:在轴向拉力和弯曲应力作用下,细直径极大倾角光纤光栅的TE模和TM模的轴向应变灵敏度分别为−4.68 pm/με和−3.55 pm/με,弯曲应变的波长灵敏度分别为−8.82 nm/m^-1和−7.71 nm/m^-1,弯曲应变的强度响应灵敏度分别为6.71 dB/m^-1和0.95 dB/m^-1,细直径极大倾角光纤光栅具有比标准直径极大倾角光纤光栅更高的应变灵敏度;悬臂梁振动检测实验中,细直径极大倾角光纤光栅谐振波长3 dB点的最大加速度灵敏度达500 mV/g以上,为相同条件下标准直径极大倾角光纤光栅悬臂梁振动传感器的5倍左右;与快速傅里叶变换后的频谱图对比结果表明,细直径极大倾角光纤光栅传感器的谐波分量更少.可见,在低频振动检测时细直径极大倾角光纤光栅的抗噪声干扰能力更强,检测准确度更高.
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关键词
光纤
传感器
细
直径
极大倾角
光纤
光栅
振动传感
悬臂梁
轴向应变
弯曲应变
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职称材料
题名
基于分布式传感的抗弯曲光纤研究进展
1
作者
李佳琪
张立欣
刘紫娟
李永倩
机构
华北电力大学电子与通信工程系
华北电力大学河北省电力物联网技术重点实验室
华北电力大学保定市光纤传感与光通信技术重点实验室
出处
《激光杂志》
北大核心
2025年第5期11-19,共9页
基金
中央高校基本科研业务费专项基金项目(No.2023MS111)
国家自然科学基金(No.62205105)
河北省省级科技计划项目(No.SZX2020034)资助。
文摘
光纤弯曲会产生损耗、降低传感信号强度,在极端情况下甚至会导致传感信号的消失。抗弯曲光纤因其不受弯曲损耗影响,能保持良好的传感性能,成为分布式光纤传感领域的研究热点。以弯曲不敏感光纤和光子晶体光纤为例,分析抗弯曲光纤的基本结构与特点;对近年来抗弯曲光纤的设计及其在分布式传感中的应用进行探讨,得出弯曲不敏感光纤与光子晶体光纤能够达到的最小弯曲半径均为1 mm,在1 550 nm附近的工作波长下损耗值小于0.2 dB;最后指出抗弯曲光纤的前沿应用领域及未来研究方向,在抗弯曲的基础上兼顾大模场面积、长距离传感、高精度以及多参量检测等。
关键词
光纤
传感
弯曲损耗
抗弯曲
光纤
细直径光纤
光子晶体
光纤
Keywords
optical fiber sensing
bending loss
bend-loss-resistant optical fiber
thin-diameter fiber
photonic crystal fiber
分类号
TN249 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
基于细直径极大倾角光纤光栅的悬臂梁低频振动传感器性能研究
2
作者
邹雪
邓欧
罗彬彬
吴德操
赵明富
钟年丙
宋涛
蒋上海
谢浪
柳鹏
刘恩华
机构
重庆理工大学光纤传感与光电检测重庆市重点实验室
出处
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第12期42-50,共9页
基金
国家自然科学基金(No.61875026)
重庆市教委科学技术研究计划青年项目(No.KJQN201901124)
+1 种基金
重庆市教委科学技术研究计划重点项目(No.KJZD-K201905601)
重庆理工大学创新基金(Nos.ycx20192050,ycx20192054)。
文摘
为了测量结构的低频振动参数,提出一种细直径极大倾角光纤光栅的悬臂梁振动加速度传感器,并研究了该传感器的特性及优化方法.首先,对细直径极大倾角光纤光栅的轴向应变、弯曲应变特性以及悬臂梁振动传感模型进行理论分析;然后,通过静态实验进行验证并分析轴向应变和弯曲应变对悬臂梁振动的影响;最后,完成悬臂梁动态振动实验性能测试,并与标准直径极大倾角光纤光栅传感器进行对比.实验结果表明:在轴向拉力和弯曲应力作用下,细直径极大倾角光纤光栅的TE模和TM模的轴向应变灵敏度分别为−4.68 pm/με和−3.55 pm/με,弯曲应变的波长灵敏度分别为−8.82 nm/m^-1和−7.71 nm/m^-1,弯曲应变的强度响应灵敏度分别为6.71 dB/m^-1和0.95 dB/m^-1,细直径极大倾角光纤光栅具有比标准直径极大倾角光纤光栅更高的应变灵敏度;悬臂梁振动检测实验中,细直径极大倾角光纤光栅谐振波长3 dB点的最大加速度灵敏度达500 mV/g以上,为相同条件下标准直径极大倾角光纤光栅悬臂梁振动传感器的5倍左右;与快速傅里叶变换后的频谱图对比结果表明,细直径极大倾角光纤光栅传感器的谐波分量更少.可见,在低频振动检测时细直径极大倾角光纤光栅的抗噪声干扰能力更强,检测准确度更高.
关键词
光纤
传感器
细
直径
极大倾角
光纤
光栅
振动传感
悬臂梁
轴向应变
弯曲应变
Keywords
Fiber sensor
Thin-diameter excessively tilted fiber grating
Vibration sensing
Cantilever beam
Axial strain
Bending strain
分类号
TN253 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于分布式传感的抗弯曲光纤研究进展
李佳琪
张立欣
刘紫娟
李永倩
《激光杂志》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
基于细直径极大倾角光纤光栅的悬臂梁低频振动传感器性能研究
邹雪
邓欧
罗彬彬
吴德操
赵明富
钟年丙
宋涛
蒋上海
谢浪
柳鹏
刘恩华
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
0
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