光纤光栅封装耦合对应变传感增敏的实验研究

目的 研究光纤Bragg光栅与基底材料封装耦合对应变传感的增敏问题。方法 选用弹性模量小、耐180℃度高温且对温度敏感极小的有机聚合物材料,对裸光纤光栅进行封装,封装中采用特殊的偶连工艺,实现了封装材料与光纤光栅的牢固耦合并对两种外型尺寸的封装进行了研究对比。结果 封装后的光纤光栅对应变传感有增敏作用,FS光纤光栅取得了较高的应力灵敏度,与裸光纤光栅报道值比较增敏1174倍。结论 封装后的光纤光栅应力响应曲线具有良好的线性。通过对封装结构及尺寸优化,可以实现量程与灵敏度的最优组合。     

用3.1eV光辐射测量法研制光纤Bragg光栅

给出了用 3.1 e V(波长 40 0 nm)荧光监测法在载氢商用通信光纤上制作光纤 Bragg光栅的实验。采用 2 4 4 nm SHG(二次谐波振荡 ) :氩离子激光器和振动掩模 ,在其 Bragg中心波长 (λ=1 5 5 0 .65 nm) ,得到反射率 96%和 3d B带宽 0 .2 nm的光纤光栅。这种光纤光栅在光纤传感系统具有广泛的应用价值。     

用3.1 eV光辐射测量法研制光纤Bragg光栅

给出了用3.1 eV(波长400 nm)荧光监测法在载氢商用通信光纤上制作光纤Bragg光栅的实验.采用244 nm SHG(二次谐波振荡):氩离子激光器和振动掩模,在其Bragg中心波长(λ=1 550.65 nm),得到反射率96%和3 dB带宽0.2 nm的光纤光栅.这种光纤光栅在光纤传感系统具有广泛的应用价值.     

光纤Bragg光栅及其光学特性测量

光纤Bragg光栅的研究和应用已成为当前光通信国际热点技术课题.扼要介绍了光纤Bragg光栅的工作原理和主要光学特性,着重描述用实验室常用仪器测量其主要光学特性的方法.     

光纤Bragg光栅的慢光特性

运用数值计算的方法研究了光栅长度和调制深度对光纤Bragg光栅慢光的影响,并重点分析了优化后的慢光特性。结果表明：随着光栅长度和调制深度的增大,光纤Bragg光栅的慢光群时延量不断增大,增长的幅度也在逐渐增大;且一定带宽的谐振峰两边的旁瓣加强;同时谱底趋向平坦。调制深度的增大使其慢光峰值波长产生红移,短波长处的慢光群时延量往相反方向增大,且慢光谱的谱宽也增大。优化参数后得到了群速度为c/98的慢光,且慢光谱中心频率的右侧边带产生了很大的振动。这些规律可为设计新型的慢光延迟器件提供理论参考。     

光纤Bragg光栅的慢光特性

研究了光栅长度和光栅周期对光纤Bragg光栅慢光的影响,并重点分析了优化后的慢光特性.结果表明:随着光栅长度的增大,慢光时延量整体呈现不断递增的趋势,且幅度较大,其慢光谱谐振峰两边的旁瓣加强,谱底变得非常平坦,但随着光栅周期的增大,慢光群时延量却呈现出递减的趋势,优化参数后得到了群速度为c/98的慢光.这些规律为设计新型的光纤Bragg光栅的慢光延迟器件提供理论参考.     

光纤Bragg光栅传感技术在桥梁预应力监测中的应用研究

针对桥梁预应力检测的问题,提出了采用光纤Bragg光栅(FBG)传感技术进行监测的新方案,分析了光纤Bragg光栅传感器的传感原理,进行了室内、工程现场与常规的电测技术的对比试验.结果表明:光纤Bragg光栅传感器比电检测系统传感器具有更高精度,能绝对数值测量,抗干扰能力强,结构简单,长期稳定性高,实现对工程结构的实时、在线监测.该技术在土木工程界具有广泛的应用前景.     

光纤Bragg光栅及其应用研究进展

综述了光纤的光敏性,光纤Bragg光栅的分类,各种制作方法及其优缺点,各向异性材料对其特性的影响和光纤光栅在光通信和光传感领域中的应用.     

光纤Bragg光栅滤波器全光纤波分复用通信系统

建立了基于光纤 Bragg光栅滤波器的全光纤波分复用通信实验系统。对该系统原理及研究进展情况作了评述 ,并论述了全光纤波分复用通信的可行性及优势。     

光纤Bragg光栅在结构健康监测中的实验研究

利用光纤Bragg光栅检测精度高、稳定性好、可集成网络系统等优点，以平板结构为研究对象，建立了平板的有限元理论模型和实体模型，并得到了平板受力的应力分布图，确定了光纤Bragg光栅在平板上粘贴的位置．并用光纤Bragg光栅和电阻应变片检测了平板在相同荷载作用下不同位置的应变响应特性．实验表明，光纤Bragg光栅可非常灵敏地感应微小应变．     

光纤光栅温度增敏技术

选用热膨胀系数较大的聚合物材料,采用特殊工艺用其对裸光纤光栅进行封装,极大地提高了光纤光栅的温度灵敏度.在20～90℃范围内,聚合物封装光纤光栅的平均灵敏度系数η′=112.447×10-6℃,比裸光纤光栅增加了15.804倍;温度灵敏度为0.176 nm/℃,比裸光纤光栅增加了16倍;反射波长漂移量增加了15.95倍.裸光纤光栅和聚合物封装光纤光栅的温度响应曲线均具有很好的线性.     

Bragg光纤光栅压力传感器增敏技术的研究

对提高光纤光栅压力灵敏度系数的聚合物封装光栅的新方法进行了研究。推导了光纤光栅聚合物封装后的压力灵敏度系数,对如何选择聚合物封装材料进行了理论分析,并对两种封装材料进行了论证,同时,对封装过程中光纤光栅偏心度对压力灵敏度系数的影响进行了探讨。     

光纤光栅测力环及其应用

基于光纤光栅传感原理,将光纤光栅应变传感器、温度传感器与弹性体组合在一起,研制出了光纤光栅测力环.该装置同时测量构件所受应力和温度,并对结果进行补偿以提高测试精度.光纤光栅测力环已成功应用于国内某桥系杆换索施工的监测,实践表明在一般建筑工程环境下,其测量精度可达到±2%,大大优于其他测量工具.因此,光纤光栅测力环可以实时精确地监测工程结构的温度及应力变化状态.     

基于啁啾光纤光栅的增益平坦滤波器

采用啁啾相位掩膜板和程控扫描曝光技术, 在经过载氢增敏化处理的普通单模光纤上制作出可以用于掺铒光纤放大器增益谱平坦化的啁啾光纤光栅增益平坦器（GFF）, 经该器件平坦后的EDFA增益谱在30 nm带宽范围内, 不平坦度<±0.3 dB.     

基于双光纤光栅的流速传感器设计

针对智慧海洋领域对海洋流速监测的要求,基于双光纤光栅能消除温度对流速的交叉灵敏度特性及悬臂梁的杠杆放大结构,设计了一种用于测量流体流速的双光纤光栅流速传感器。该传感器主要由外壳、光纤光栅测试组件及固定件组成,采用无胶化密封封装,进行了灵敏度及动态范围的测试,此外还分析了不同温度和压力对传感器性能的影响。通过高精度解调仪解调,设计的光纤流速传感器的灵敏度为76 mm/s,流速测量范围为0 ~ 1.2 m/s,且该流速传感器对温度和外界压力都不敏感,能够实现对流速单一参量的监测,可以满足油气田开采、油气输送管道、海洋河流等环境下流体测试的需求。     

光纤光栅轴向应力传感模型的研究

对光纤光栅的应力传感特性进行了理论分析,提出了光纤光栅轴向应力传感的数学模型,得出了其应力灵敏度系数的理论值,并对轴向应力作用下光纤光栅的传感特性进行了实验研究,对比分析了理论与实验结果,讨论了光纤的力学参数对光纤光栅应力传感特性的影响。     

均匀光纤Bragg光栅的慢光特性

运用数值计算的方法研究了光栅长度、直流有效折射率的变化和调制深度对均匀光纤Bragg光栅群时延的影响,并重点分析它的慢光特性.结果表明:群时延的最大值随光栅长度、直流折射率的变化和调制深度的增大而不断增大,增大的幅度随参数的不同又有所不同,且得到140 ns的群时廷,而且光栅的群时延在光栅反射谱的下降沿随波长增加呈快速...     

光纤光栅温敏特性研究

本文分析了FBG的温度特性、温度补偿和温度增敏原理实验研究了温度特性、温度的补偿及增敏。实验结果表明:光纤光栅对温度的改变呈现出良好的线性;所采用的补偿装置在测试范围内基本能消除温度对光纤光栅Bragg波长的影响;采用实验所用的增敏装置可以将光纤光栅的温度灵敏度提高9.3倍。