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针对光纤光栅温度传感器的交叉敏感问题,提出了一种光纤光栅温度传感器的铝盒封装工艺,并对铝盒封装光栅温度传感器的温度和应力特性进行了理论分析和实验研究.研究表明,该封装有效地减小了光纤光栅的应变灵敏性,并将光纤光栅的温度灵敏度提高到裸光栅的1.8倍. 相似文献
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光纤光栅金属化封装及传感特性试验研究 总被引:5,自引:2,他引:5
提出了一种光纤布拉格光栅的金属化封装工艺,并通过水浴法试验和等臂梁试验对其应变与温度传感特性进行了研究.结果表明,用金属化封装技术可以使光纤光栅传感器的温度敏感特性达到裸栅的2~3倍,达到23.357 pm/℃,应变特性有良好的重复性,线性拟合度达到0.999 9. 相似文献
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提出一种温度补偿光纤光栅应力传感器,即将光纤布拉格光栅粘贴在应力分布不同的悬臂梁上.通过理论推导得出,光纤光栅反射波长的两个反射峰之间的距离与应力成线性关系,而不受温度变化影响.实验时,当所加砝码为70 g时,出现两个反射峰;继续增加到180 g,两个反射峰中心波长达到0.15 nm.对实验数据进行数据拟合,线性拟合度达到0.97,进一步证明了该方法的可行性和有效性. 相似文献
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单光纤光栅实现位移、温度同时区分测量 总被引:10,自引:1,他引:9
结合光纤光栅悬臂梁调谐的特点,采用悬臂梁矩形梁结构,将光纤光栅粘贴在悬臂梁侧面,利用反射波的带宽对应变敏感而对温度不敏感的特性解调悬臂梁自由端的垂直位移,和反射波的中心波长对温度敏感而对应变不敏感的特性解调温度,成功地实现了对位移和温度的同时测量.基于光谱分析仪0.1 nm的光谱分辨率,实验可得到位移、温度同时区分测量系统的带宽随位移变化的灵敏度为0.153 nm/mm,位移分辨率为0.193 mm,位移测量范围可达6.15 mm;中心波长随温度变化的灵敏度为0.029 nm/℃,温度分辨率为3.4℃,温度测量范围为45℃.实验结果与理论分析基本一致. 相似文献
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基于耦合模理论,采用传输矩阵法分析了取样光栅反射谱.取样光纤光栅在受到外界环境应变和温度影响时,其反射光谱的反射率和波长会发生变化.通过测量反射光谱的反射率变化和波长漂移,就能够实现用单根的取样光纤光栅同时测量应变和温度.取样光纤光栅的光弹系数为P11=0.121,P12=0.27.纤芯材料的泊松比0.17.热膨胀系数为5.5×10-7/℃,光纤材料的热光系数为8.3×10-6/℃.通过仿真实验获得了取样光纤光栅的应变和温度传感数据.采用回归分析的方法得到系数矩阵中A,B,C,D分别为-0.00033/ε,-0.00011/℃,-0.00055nm/ε,0.013 nm/℃.应变测量范围为0 με~1800 με,温度测量范围为0℃~180℃. 相似文献
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一种免受温度影响的双光纤光栅应变传感器 总被引:1,自引:1,他引:0
应用温度补偿原理,设计了一种新颖的不受温度影响的双光纤布拉格光栅测应变传感结构.基于理论分析,得出了此传感结构的应变与布拉格波长相对位移量之间的关系,给出了应变灵敏度的解析表达式.实验结果表明,此传感结构对应变的响应曲线具有很好的线性度和很高的灵敏度,并且不受温度影响;在0~0.8 mm的应变范围内,应变灵敏度为0.171nm/με,比单光纤光栅传感结构提高一倍;在-25~60℃的温度变化范围内,两光栅的布拉格波长差没有发生明显变化,传感结构不受温度影响. 相似文献
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Nor Hafizah Ngajikin Norazan Mohd Kassim Abu Bakar Mohammad Mohd Haniff Ibrahim 《Microsystem Technologies》2011,17(1):19-25
A novel wide range electrostatic microelectromechanical system floating Fabry Perot optical tunable filter (MEMS f-FPOTF)
is modelled and analyzed in terms of its electro-mechanic behaviour. The composite beam approach has been used to model the
floating Fabry Perot cavity. The floating dual membrane FPOTF consists of multi layer Si/SiO2/Si thin films with an optical cavity in the middle structure. The filter tuning range has been improved by utilizing bonded
silicon on insulator wafers that permits the floating cavity to be deflected both ways; up and down. Electro-mechanic analysis
shows a 7% (STRUCTURE1) and 5% (STRUCTURE2) difference between analytical and finite element modelling in which the 7% difference
in light incident angle contributes to a 0.5 nm shift while the 5% difference in length of cavity indicates a 4 nm shift in
MEMS f-FPOTF operating wavelength. This analysis validates the analytical modelling of this device as a wavelength selector
in coarse wavelength division multiplexing. 相似文献
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文章采用了三镜环形腔内插入标准具获取高功率窄线宽可调谐1064 nm 激光。对环形腔的单向运行、标准具压窄线宽与调谐波长及激光大基模体积运转进行了理论分析与计算,结合实验优化了腔镜曲率与输出耦合率。在808 nm 半导体激光泵浦功率151 W 条件下,获得输出功率33.7 W、光束质量因子 M 2=1.28、线宽0.1 GHz 的单向1064 nm 激光输出,相应的光转换效率22.3%。采用高精度控温仪对标准具进行精确温控,实现激光波长的精密调谐。改变标准具温度获得1064 nm 波长调谐范围72.6 GHz,调谐精度为220 MHz。波长调谐过程中1064 nm 激光输出功率变化约10%。整个系统稳定可靠,而且相对简单,较易实现,为获得可调谐窄线宽1064 nm 激光提供了实用有效的技术手段。 相似文献
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一种光纤光栅振动与温度同时区分测量的解调方法 总被引:1,自引:0,他引:1
研究了一种可实现振动与温度同时区分测量的光纤光栅解调方法。利用放大自发辐射光源在1 530 nm附近有一段线性区做边缘滤波器进行滤波解调,用匹配光栅将传感器中的温度与振动信号区分开而实现两者的区分测量。实验证明了此方案的可靠性,解调系统的静态波长灵敏度为1 785.6 mV/nm,波长和温度的分辨力分别达到了0.56 pm和0.044℃。该解调系统结构简单、成本低、分辨率高,可以实现对温度与振动同时监测的工程应用。 相似文献
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为降低温度变化对基于微环谐振腔的滤波器、调制器等光学精密器件性能的影响,研究了微环谐振腔的温度特性,设计加工了基于绝缘体上硅的单环以及多环微腔结构。通过数显温控加热系统对微环谐振腔加热,利用波长扫描的方式,进行了谐振腔透射谱线的测试实验,通过线性拟合分析,计算得到单环谐振腔谐振波长漂移与温度的变化关系为105 pm/℃,双环谐振器与温度的变化关系为97 pm/℃,三环谐振器与温度的变化关系为80 pm/℃,九环的谐振波长漂移与温度的变化关系为27 pm/℃。即环个数增加,谐振腔温度系数有减弱趋势,较好实现了谐振腔温漂抑制作用。 相似文献
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Chiu-Lin San-Liang Yung-Jr Yen-Ting Jing-Lyang Hsiu-Che 《Sensors and actuators. B, Chemical》2009,140(2):371-377
Novel tunable lasers based on 1.5-μm and 1.57-μm cascaded distributed-feedback reflectors are realized for real-time monitoring of H2O and CO gas mixtures immediately in multi-gas sensor systems. With simple fabrication procedures, the new design allows the realization of a widely tunable laser source that can cover the H2O and CO absorption wavelength bands. With the temperature tuning of 0.1 nm/°C and current tuning of 0.014 nm/mA, the laser can be tuned to cover over 3 nm wavelength range in each wavelength band. Experiments verify that the lasers can have more than 38 dB SMSR over the tuning range. The characteristics of high power, excellent spectral purity, and simple wavelength switching control can simplify the analysis procedures of gas sensing and thus reduce the cost. By direct absorption method, the tunable laser has been successfully adopted in a diode laser sensor system for monitoring of water vapor concentration near 1.5 μm and carbon monoxide near 1.57 μm. Less than 15% error in the line strength is observed between the measured data and HITRAN database. 相似文献
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