基于超小GRIN光纤镜头的MEMS光纤声传感器及性能测试方法

研究一种MEMS膜片与超小GRIN光纤镜头相结合的MEMS光纤声传感器,以及基于扫频OCT(Swept Source Optical Coherence Tomography,SS-OCT)解调系统的MEMS光纤声传感器性能测试方法。在进行建模分析的基础上,设计并研究MEMS膜片与超小GRIN光纤镜头相结合的MEMS光纤声传感器的制作工艺,搭建基于SS-OCT的声振测量系统,通过开展单频声信号、混频声信号、频率响应、声压灵敏度和系统稳定性测量实验,进行传感器的性能测试与标定。结果显示,所研究的MEMS光纤声传感器样品的频响范围为50 Hz~4.5 kHz,在频率为300 Hz时传感器声压灵敏度21.63 nm/Pa,信噪比(SNR)为44.1 dB,线性度为98.97%,重复性标准偏差为0.003。结果表明所研究的MEMS光纤声传感器可行,而且利用SS-OCT解调系统可对其传感性能进行有效测量。

超小自聚焦光纤探头对光纤F-P干涉信号的影响

基于超小自聚焦(GRIN)光纤探头的干涉条纹对比度,研究了GRIN光纤探头对F-P干涉信号的影响。利用高斯光束分析超小GRIN光纤探头干涉条纹对比度理论公式,建立相应的测试实验系统。实验结果表明:聚焦光斑直径为15μm的超小GRIN光纤探头,在腔长为600~1350μm范围内,条纹对比度可以保持在0.8以上。而单模光纤探头的条纹对比度如果要保持在0.8,腔长范围仅为130~530μm。因此,所研制的超小GIRN光纤探头可有效提高F-P干涉仪在大腔长时的干涉条纹对比度,为超小GRIN光纤探头在较长初始腔长或大动态范围的应用研究中提供了理论依据。