【摘 要】
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光纤传感器在很多领域都被广泛研究。较为常见的光纤布拉格光栅、长周期光纤光栅、法布里-珀罗干涉仪等都在传感探测领域有着出色的表现。对于这类传感器,性能标定主要依赖于输出光谱的波长漂移检测,而这一指标需要通过依赖光谱仪才能测量。针对信息采集分析模块,我们也可以采用新兴的散斑分析传感技术。光纤光学散斑传感器相对来说具有很多优势,他们无须依赖昂贵庞大的光谱仪,只需要一台轻便的摄像头就可以实现传感探测,同时
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光纤传感器在很多领域都被广泛研究。较为常见的光纤布拉格光栅、长周期光纤光栅、法布里-珀罗干涉仪等都在传感探测领域有着出色的表现。对于这类传感器,性能标定主要依赖于输出光谱的波长漂移检测,而这一指标需要通过依赖光谱仪才能测量。针对信息采集分析模块,我们也可以采用新兴的散斑分析传感技术。光纤光学散斑传感器相对来说具有很多优势,他们无须依赖昂贵庞大的光谱仪,只需要一台轻便的摄像头就可以实现传感探测,同时具有低成本、便捷携带、可集成封装等优点。光纤散斑传感器是一类利用多模干涉产生的散斑进行分析的传感器,该种传感器通过对散斑的分析还原波形状态,可以用于探测许多物理变量,如微位移、振动、温度等等。本文中,我们介绍了一种新开发的光纤光学点测式散斑传感器,用于探测环境中的温度或者压力变化。它具有结构紧凑、重量轻、成本低,对环境参量变化有良好线性响应的特点,有望打造适用于远程定位监测的紧凑精准的集成传感器。1.我们提出了一种可以测量温度、压力等环境变量的光纤光学点测式传感器,它是利用空间多模干涉产生的散斑图样进行标定工作的。与之前一些典型光纤散斑传感器的工作相比,我们的传感器引入了单模光纤和多模光纤的熔接结构,他们之间的熔接点可以作为传感器的感应点,这一结构具有其独特优势。一方面,点测式传感器规避了多模光纤受到的环境微扰,可以减弱多模光纤本身不稳定带来的影响,这使得我们的点测式传感器可以更加实用。另一方面,相对于其他一些利用空间光散斑进行分析的工作,基于光纤的模型具有便于组装和性能稳定的优点。2.基于上述原理,我们也探索了光纤散斑传感器对于环境折射率变化的测量应用。如果我们将多模光纤和单模光纤分离,将耦合区域暴露在环境中,浸入到折射率可调的溶液中,就可以用该器件来探测环境中的折射率变化。3.在实验的基础上,我们也对上述传感器进行了优化。通过硬件和算法的调整,提高了传感器的灵敏度参数和响应。
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