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CO2激光刻写长周期光纤光栅与光纤MZ结构的双参数传感特性

刘超 张雯 董明利 娄小平 祝连庆

刘超, 张雯, 董明利, 娄小平, 祝连庆. CO2激光刻写长周期光纤光栅与光纤MZ结构的双参数传感特性[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(9): 922001-0922001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0922001
引用本文: 刘超, 张雯, 董明利, 娄小平, 祝连庆. CO2激光刻写长周期光纤光栅与光纤MZ结构的双参数传感特性[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(9): 922001-0922001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0922001
Liu Chao, Zhang Wen, Dong Mingli, Lou Xiaoping, Zhu Lianqing. Dual-parameter sensing characterisitics of long period fiber grating cascaded with fiber MZ structure fabricated by CO2 laser[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(9): 922001-0922001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0922001
Citation: Liu Chao, Zhang Wen, Dong Mingli, Lou Xiaoping, Zhu Lianqing. Dual-parameter sensing characterisitics of long period fiber grating cascaded with fiber MZ structure fabricated by CO2 laser[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(9): 922001-0922001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0922001

CO2激光刻写长周期光纤光栅与光纤MZ结构的双参数传感特性

doi: 10.3788/IRLA201746.0922001
基金项目: 

教育部"长江学者和创新团队"发展计划(IRT-16R07);北京市教委2015年度创新能力提升计划项目(TJSHG201510772016);国家自然科学基金(51535002);北京市自然科学基金青年项目(4164084);北京市教育委员会科技计划一般项目(KM201611232006)

详细信息
    作者简介:

    刘超(1985-),男,讲师,博士,主要从事超精密光电检测技术、生物医学检测技术与仪器等方面的研究。Email:liuchaodi@vip.sina.com

    通讯作者: 祝连庆(1963-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事光纤传感与激光器、精密测量与系统方面的研究。Email:zhulianqing@sina.com
  • 中图分类号: TN253

Dual-parameter sensing characterisitics of long period fiber grating cascaded with fiber MZ structure fabricated by CO2 laser

  • 摘要: 为了实现温度与应变的双参数高精度传感测量,提出了一种CO2激光刻写长周期光纤光栅(Long Period Fiber Grating,LPFG)与光纤马赫-增德尔(MZ)干涉型结构的光纤传感器,利用CO2激光刻写制作LPFG并利用错位熔接法制备光纤MZ结构,将二者级联并实时监测温度及应变变化时的透射谱变化,研究了其传感原理并验证了其温度及应变传感特性。实验结果表明:该双参数光纤传感器的LPFG仅对温度敏感,MZ干涉结构对温度和应变都敏感;在温度范围35~70℃时,LPFG特征波长升温灵敏度38.57 pm/℃,降温灵敏度39.17 pm/℃;MZ干涉结构特征波长升温灵敏度38.57 pm/℃,降温灵敏度为37.50 pm/℃;当应变范围0~450 时,MZ干涉结构加载灵敏度4.01 pm/,卸载灵敏度为4.24 pm/。为温度和应变的实时测量提供了一种灵敏度高、线性度好的光纤传感器。
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-01-10
  • 修回日期:  2017-05-20
  • 刊出日期:  2017-09-25

CO2激光刻写长周期光纤光栅与光纤MZ结构的双参数传感特性

doi: 10.3788/IRLA201746.0922001
    作者简介:

    刘超(1985-),男,讲师,博士,主要从事超精密光电检测技术、生物医学检测技术与仪器等方面的研究。Email:liuchaodi@vip.sina.com

    通讯作者: 祝连庆(1963-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事光纤传感与激光器、精密测量与系统方面的研究。Email:zhulianqing@sina.com
基金项目:

教育部"长江学者和创新团队"发展计划(IRT-16R07);北京市教委2015年度创新能力提升计划项目(TJSHG201510772016);国家自然科学基金(51535002);北京市自然科学基金青年项目(4164084);北京市教育委员会科技计划一般项目(KM201611232006)

  • 中图分类号: TN253

摘要: 为了实现温度与应变的双参数高精度传感测量,提出了一种CO2激光刻写长周期光纤光栅(Long Period Fiber Grating,LPFG)与光纤马赫-增德尔(MZ)干涉型结构的光纤传感器,利用CO2激光刻写制作LPFG并利用错位熔接法制备光纤MZ结构,将二者级联并实时监测温度及应变变化时的透射谱变化,研究了其传感原理并验证了其温度及应变传感特性。实验结果表明:该双参数光纤传感器的LPFG仅对温度敏感,MZ干涉结构对温度和应变都敏感;在温度范围35~70℃时,LPFG特征波长升温灵敏度38.57 pm/℃,降温灵敏度39.17 pm/℃;MZ干涉结构特征波长升温灵敏度38.57 pm/℃,降温灵敏度为37.50 pm/℃;当应变范围0~450 时,MZ干涉结构加载灵敏度4.01 pm/,卸载灵敏度为4.24 pm/。为温度和应变的实时测量提供了一种灵敏度高、线性度好的光纤传感器。

English Abstract

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