| 一种基于大角度倾斜光纤光栅包层模的低频声传感方案 |
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| 引用本文： | 左一武,田晶,杨清,胡晓,江阳.一种基于大角度倾斜光纤光栅包层模的低频声传感方案[J].物理学报,2023(12):176-182. |
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| 作者姓名： | 左一武 田晶 杨清 胡晓 江阳 |
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| 作者单位： | 贵州大学物理学院 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(批准号:61801134,61835003)资助的课题~~； |
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| 摘 要： | 利用倾斜光纤光栅在发生弯曲时其存在的多种纤芯-包层模式耦合方式容易发生改变,进而使其光谱特征发生明显变化的特点,提出并验证了一种基于大角度倾斜光纤光栅包层模的低频声传感方案.将倾斜光纤光栅与设计的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)换能膜片及腔体结构相结合,得到了一种有效的低频声传感系统.该换能膜片在被测声波信号作用下产生振动,使固定在膜片表面的倾斜光纤光栅发生周期性动态弯曲,引起倾斜光纤光栅的包层模式光谱发生周期性漂移,最后采用边缘滤波法进行解调,实现低频被测声波的有效探测.实验结果显示,该传感方案可以在45—220 Hz范围内实现高灵敏度声波探测,在传感系统固有频率附近54 Hz处获得最大声灵敏度115.88 m V/Pa,且最小探测声压为539.2μPa/Hz1/2.该传感方案具有灵敏度高、重复性好、结构简单、容易加工等优势,在低频声探测等相关应用领域具有较大的发展前景.
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| 关 键 词： | 光纤声传感 倾斜光纤光栅 模式耦合 动态弯曲 |
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