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相似文献
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1.
利用长周期光纤光栅具有较高的温度、折射率灵敏度,以及光纤布喇格光栅具有较高反射效率的特点,设计了一种基于光纤布啦格光栅滤波的级联长周期光纤光栅温度和折射率传感装置.利用光纤布喇格光栅的高反射率,将级联长周期光纤光栅干涉波峰的局部功率反射到功率计中,实现了温度和折射率的测量.基于信号叠加原理,对光纤布喇格光栅滤波的级联长周期光纤光栅温度和折射率传感方法的可行性进行了分析.将实际测得的功率计示数与温度以及折射率的变化进行二项式拟合,其确定系数分别为0.9990和0.9959,表明该传感方法可用于温度和折射率的精确测量.最后对该装置的稳定性做了一系列的测试,验证了该传感系统具有较高的稳定性.  相似文献   

2.
提出并研制了一种结构简单、成本低廉的温度与应变同时测量系统,其结构是在保偏光纤Sagnac环内接入一个长周期光纤光栅(LPFG)。利用LPFG对保偏光纤Sagnac环的透射光谱进行调制,通过监测谐振峰波长和强度的变化,发现波长随温度和保偏光纤的应变变化,强度随LPFG的应变变化,因此可以实现温度与应变的区分测量,并且可判断出应变的施加位置。实验得到该系统的温度灵敏度为0.181 81 nm·℃-1,LPFG区的应变灵敏度为0.005 283 dB·με-1,保偏光纤Sagnac环区的应变灵敏度为0.015 72 nm·με-1。实验结果表明该方案可行,并具有一定的实用性。  相似文献   

3.
带有对称啁啾光纤光栅的Sagnac环滤波器   总被引:1,自引:0,他引:1  
曾春红  孔梅  张健 《光子学报》2008,37(4):652-656
通过在光纤Sagnac环中引入对称啁啾光纤光栅,对带有光纤光栅的Sagnac环梳状滤波器进行了改进,克服了原有滤波器工作带宽小、通带间隔不等的缺点.通过对光栅参量进行适当设计,在中等折射率调制度下,可使光栅同时具有高反射率和大反射带宽,结合Sagnac环可得到大带宽、等间隔梳状滤波器.  相似文献   

4.
一种同时测量液体折射率和温度的方法   总被引:1,自引:0,他引:1  
由长周期光纤光栅的相位匹配条件与光纤纤芯基模LP01和光纤包层模LP0P的模式方程,利用长周期光纤光栅透射谱的谐振峰随温度与外围介质折射率变化而移动的特性,提出了同时测量水的折射率和温度的方法,并分析了其工作原理.对温度与谐振波长的关系进行了计算机仿真.用该方法进行了实验研究,实验结果与理论研究结果基本吻合.  相似文献   

5.
通过电弧放电在光子晶体光纤(PCF)中产生空气孔塌缩来刻入长周期光栅(LPG)。在此基础上进一步分析其周期长度、周期个数、环境折射率和温度对该光栅传输特性的影响。研究结果表明,该方法制备的光栅的传输特性随周期长度和周期个数有规律地变化,并测得其环境折射率灵敏度系数和温度灵敏度系数分别为420nm/RIU(RIU表示折射率单位)和7.86pm/℃。由此可见,这种光栅具有对环境折射率的变化敏感而对温度的变化较不敏感的特性,因而在减少交叉敏感的光纤传感器件方面有广泛的应用前景。  相似文献   

6.
镀膜长周期光纤光栅的折射率传感特性   总被引:2,自引:1,他引:1  
基于严格的光栅三包层模型及其色散方程,对镀膜长周期光纤光栅的折射率传感特性进行了详细的研究.研究发现,镀膜长周期光纤光栅的谐振波长随环境折射率的变化而变化,而且这种变化有一个跳跃,跳跃后的变化与跳跃前相同:如跳跃前向短波方向漂移,则跳跃后也向短波方向漂移.镀膜后,长周期光纤光栅的折射率探测范围得到拓宽,而且探测的灵敏度...  相似文献   

7.
理论上详细分析了长周期光纤光栅谐振波长随外界环境折射率变化而变化的光谱特性,分析结果可较好地解释镀有LB膜(Langmuir-Blodgett thin-film)的长周期光纤光栅的谐振波长与膜厚之间的关系。分析研究表明.通过减小纤芯直径和改变芯与包层折射率差等方法可调整光纤光栅的谐振波长,使其从一般光纤光栅谐振波长所处的近红外区转到可见光区,以利于光纤光栅配套仪器系统的调试并使系统成本降低,从而为长周期光纤光栅传感技术的发展和应用奠定基础。  相似文献   

8.
彭勇  王轶卓 《光散射学报》2005,17(2):132-136
首先利用耦合模理论研究了长周期光纤光栅LPFG折射率敏感特性,数值计算了长周期光纤光栅透射谱谐振波长与环境介质折射率的关系。其次分析了半导体氧化物气敏膜光学特性机理,当气体与薄膜接触时,气体会使敏感膜的消光系数、吸收系数和相应的折射率发生变化。基于上述两点,提出可将气敏膜涂于光栅表面,利用气敏膜的折射率随环境气体成分和浓度变化而变化的特性,从而影响LPFG透射谱谐振波长的变化,通过检测波长的变化达到探测气体成分和浓度的目的。由于长周期光纤光栅对环境介质折射率的灵敏度高于光纤,且其传感信号属于波长调制,测量信号不受光强波动及光纤损耗的影响,因此其灵敏度比强度型光纤气体传感器高。  相似文献   

9.
光纤光栅温度与轴向应变响应机制分析   总被引:4,自引:0,他引:4  
孔梅  石邦任 《光子学报》2001,30(2):188-191
本文对温度和轴向应变对长周期光纤光栅和Bragg光纤光栅耦合波长的影响机制作出分析,通过有代表性的举例计算数值给出了各因素对耦合波长的影响,指出轴向应变对耦合波长的影响除了来自光弹性效应带来的光纤折射率的改变外,光纤半径的变化,特别是光栅周期的改变也起重要作用.对比分析找到了长周期光纤光栅与Bragg光纤光栅温度,应变响应系数数量级异同的原因.  相似文献   

10.
光纤光栅的局域耦合模分析   总被引:1,自引:1,他引:0  
黄耐容  王谦 《光子学报》2001,30(10):1274-1278
本文运用矢量局域耦合理论分析了平均扰动折射率随Z轴变化的单模光纤光栅的纤芯模场分布、包层模场分布以及耦合系数,得到更为精确的光栅光谱特性.并分别计算了布喇格光栅和长周期光纤光栅在平均扰动折射率在Z轴有扰动时的光谱特性图.从而得出平均折射率随Z轴变化对光谱特性的危害性,并提出了解决方法.  相似文献   

11.
A Sagnac interferometer with a long-period fiber grating (LPG) inscribed in the polarization-maintaining fiber (PMF) is proposed and experimentally demonstrated for simultaneous measurement of strain and temperature. Due to the different responses of the LPG and the Sagnac interferometer to strain and temperature, simultaneous measurement can be achieved by monitoring the wavelength shifts and the intensity changes of a resonance dip of the sensor setup. The experimental results show that the achieved sensitivities to strain and temperature are 6.4 × 10− 3 dB/με and 0.65 nm/°C, respectively.  相似文献   

12.
报道了一种基于掺铒光纤激光器瞬态特性的新型应变传感系统.用光纤环反射镜和光纤Bragg光栅(FBG)构成Fabry-Perot线型腔.腔内插入一个长周期光纤光栅(LPG),其透射谱的中心波长为1574.4nm.FBG的带宽为0.23nm,不受力时其反射波长为1557.98nm,位于LPG的透射谱左沿;当FBG受力时激射波长向长波方向移动,激光通过LPG时透射损耗增大,腔损耗的增加将使激光激射延迟时间增加.因此,应变的大小可以通过激光产生的延迟时间来测量.这种新型应变传感器的分辨率和灵敏度由抽运光脉冲的高、 关键词: 应变传感 光纤激光器 时域测量 光纤Bragg光栅  相似文献   

13.
Generalized sagnac effect   总被引:1,自引:0,他引:1  
Experiments were conducted to study light propagation in a light waveguide loop consisting of linearly and circularly moving segments. We found that any segment of the loop contributes to the total phase difference between two counterpropagating light beams in the loop. The contribution is proportional to a product of the moving velocity v and the projection of the segment length Delta(l) on the moving direction, Deltaphi=4piv x Delta(l)/c(lambda). It is independent of the type of motion and the refractive index of waveguides. The finding includes the Sagnac effect of rotation as a special case and suggests a new fiber optic sensor for measuring linear motion with nanoscale sensitivity.  相似文献   

14.
We demonstrate a highly sensitive temperature sensor based on a stress-induced high-birefringence-fiber Sagnac loop that uses a Nd-doped-fiber amplified spontaneous emission source. Relative temperature sensing is done in the spectral domain by shifts of a resonant wavelength lambda(r) and absolute temperature sensing by changes in separation between resonances Dlambda . The measured relative change of these parameters with temperature in the range 15-110 degrees C, is (1/lambda(r))(deltalambda(r)/deltaT) = -(1/Dlambda)(deltaDlambda/delta T) approximately (1/Dn)(delta Dn/deltaT)(-0.94 +/- 0.02) x 10(-3)/K, with measured fiber birefringence Dn = 8 x 10(-4) . This gives a wavelength-shift sensitivity of -1.00 nm/K at 1.065 microm and a resonance separation sensitivity of 0.006 nm/K for Dlambda = 6.8 nm . This telemetric point sensor has a loop length of 80 m, an operational bandwidth of more than 50 nm, and a temperature accuracy of better than 1 degrees C.  相似文献   

15.
A new temperature-sensitive fiber Sagnac loop mirror (FLM) is proposed using two segments of polarization maintaining fiber (PMF). The proposed dual-segment FLM provides greater temperature sensitivity in the spectral spacing detuning compared to the conventional single-segment configuration. Besides, the proposed configuration also enables both efficient positive and negative spectral spacing detuning by rising the temperature of one of the PMF segments. The experimental results show that the proposed configuration has achieved a great improvement in increasing spectral spacing variation range by 6.6 times and an increment of temperature sensitivity as much as 337.6% as compared to the conventional configuration.  相似文献   

16.
为了提高光纤传感器的性能和进一步缩小传感器的尺寸,通过实验制备出一种基于光纤布拉格光栅(FBG)与长周期光栅(LPG)并联的新型集成光学传感器。该传感器中的FBG和LPG是利用飞秒激光直写技术直接在普通单模光纤中刻写的。FBG和LPG是并联关系,因此很大程度地缩小了传感器的长度。外界的温度和折射率的变化会引起FBG和LPG的谐振峰波长位置发生变化,据此对该集成传感器进行温度和折射率测量。实验结果表明:FBG谐振峰对折射率和温度的灵敏度分别为0 nm/RIU和12.98 pm/℃,而LPG在1 555 nm附近谐振峰对折射率和温度的灵敏度为196.46 nm/RIU和10.93 pm/℃。因此,根据双参数传感矩阵,该传感器可以对温度和外界折射率进行同时传感。  相似文献   

17.
周锐  张菁  忽满利  冯忠耀  高宏  杨扬  张敬花  乔学光 《物理学报》2012,61(1):14216-014216
提出了一种可用于振动检测的新型光纤光栅传感技术. 用偏振控制器和高双折射保偏光纤构建成Sagnac环, 结合掺铒光纤、单模光纤和隔离器, 形成了单波长光纤激光器, 由粘有光纤Bragg光栅的悬臂梁作为传感探头, 并利用Sagnac环本身的线性边缘, 解调振动信号. 阐述了Sagnac环原理及其产生的边缘效应, 并进行了数值模拟计算, 对振动信号进行了检测实验, 检测系统从L1到L1+L2之间对应的周期可调, 灵敏度高达38.2 μ W/nm, 线性度为0.9996, 动态范围在40–70 dB, 可满足振动传感检测的技术参数要求. 关键词: 光纤光学 振动检测 保偏光纤Sagnac环 光纤激光器  相似文献   

18.
Hu DJ  Lim JL  Jiang M  Wang Y  Luan F  Shum PP  Wei H  Tong W 《Optics letters》2012,37(12):2283-2285
We propose and demonstrate a novel and simple dual-parameter measurement scheme based on a cascaded optical fiber device of long-period grating (LPG) and photonic crystal fiber (PCF) modal interferometer. The temperature and refractive index (RI) can be measured simultaneously by monitoring the spectral characteristics of the device. The implemented sensor shows distinctive spectral sensitivities of -30.82 nm/RIU (refractive index unit) and 47.4 pm/°C by the LPG, and 171.96 nm/RIU and 10.4 pm/°C by the PCF modal interferometer. The simultaneous measurement of the temperature and external RI is experimentally demonstrated by the sensor. The temperature shift and RI shift calculated by the sensor matrix agree well with the actual temperature and RI change in the experiment.  相似文献   

19.
A fiber sensor configuration suitable for discrimination of temperature and strain is presented. The sensor head is composed of two parallel concatenated Sagnac loops based on character-1 shaped polarization-maintaining fiber (PMF). The two Sagnac loops include different sections of character-1 shaped PMFs, and show different sensitivity to temperature and strain. By monitoring the wavelength shift of the two dips in the transmission spectrum, simultaneous measurement of temperature and strain is obtained. The sensitivity for strain and temperature are measured to be 14.46 pm and ? 0.54 nm.  相似文献   

20.
 采用传输矩阵分析法、数值模拟和实验研究相结合的方法研究了由光耦合器(OC)、偏振控制器(PC)和保偏光纤(PMF)组成的高双折射Sagnac干涉环的透射特性。理论分析了PMF特性和PC状态对输出特性的影响,并通过数值模拟得到了PMF长度、双折射率(Δn)和PC状态不同时所对应的透射光谱。最后通过实验验证得出了波长间隔只由PMF的长度和双折射率Δn决定,透射率大小只由PC状态决定,而透射谱的峰值位置由PMF和PC状态共同决定的规律。实验结果与理论分析结果非常一致,对Sagnac环透射规律的研究对这种可调谐滤波器在多波长光纤激光器中的应用具有一定的参考价值。  相似文献   

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