基于侧漏型光子晶体光纤高灵敏度宽线性范围弯曲传感器的研究

基于所研制的侧漏型光子晶体光纤,提出并研制出一种Sagnac干涉仪型高灵敏度宽线性测量范围的弯曲传感器.实验研究结果表明,当侧漏型光子晶体光纤中的线性缺陷与弯曲方向一致时,采用群双折射和波谷波长偏移量测量弯曲曲率均可获得高的弯曲灵敏度,但线性测量范围小,且不能进行小弯曲曲率的测量.当线性缺陷与弯曲方向垂直时,以波谷波长偏移量进行弯曲曲率检测,可获得10.798 nm/m-1高灵敏度的同时且可实现0—5.03 m-1的宽线性测量范围,结合测量矩阵的引入可实现温度和弯曲曲率的同时测量,进而剔除环境温度变化对弯曲曲率检测的干扰,实现了高灵敏度宽线性范围的弯曲传感;而以群双折射进行弯曲曲率检测,虽然检测灵敏度较低,但可实现对环境温度不敏感的弯曲传感.

同时测量扭转角度和扭转方向的侧漏光子晶体光纤扭转传感器

基于所研制的侧漏型光子晶体光纤,提出并构建了出一种同时检测扭转角度和扭转方向的高灵敏度Sagnac干涉仪型光纤扭转传感器.顺时针扭转时,传感器传输谱向短波长方向偏移;逆时针扭转,向长波长方向偏移.对传感器扭转特性的实验研究结果表明,构成Sagnac干涉仪的侧漏型光子晶体光纤的长度,对扭转敏感系数和扭转角度测量范围起着决定性作用.当光纤长度较短时,扭转传感器具有较大的扭转灵敏度,但扭转角度测量范围较小;光纤长度增加时,扭转灵敏度减小,扭转角度测量范围增大.当构成Sagnac干涉仪的侧漏型光子晶体光纤长度为14.85cm时,传感器的扭转敏感系数可达到0.9354nm/(),扭转角度测量范围为–90—90;光纤长度为32cm时,最大扭转敏感系数降为0.2132nm/(),扭转角度测量范围扩展至–180—180.采用二维测量矩阵法可以有效排除温度对扭转角度的测量的影响.