基于锥形七芯光纤的紧凑型超声波传感器

提出一种基于锥形七芯光纤的紧凑型光纤超声传感器,并进行了实验验证。该传感器由熔接在两根单模光纤之间的锥形七芯光纤制成,形成单模光纤—锥形七芯光纤—单模光纤的级联结构。由于单模光纤和七芯光纤的纤芯不匹配,容易激发高阶模式,被激发的多种模式的光波继续沿着七芯光纤传播,然后到达锥形区域。由于锥度直径的急剧减小,模式间发生干涉,传感器的灵敏度得到提高。制备了不同直径的锥形七芯光纤,并对其模间干涉和超声测量进行了对比分析。超声波在水中传播时,将周期性地改变周围液体的折射率,基于锥形光纤的倏逝场效应,调制锥形光纤中光波的传输。该超声波传感器具有制作简单、信噪比高、频率响应宽等特点。

地震物理模型光纤超声成像技术研究(特邀)

光纤超声波传感器是一种利用光纤作为敏感探测单元的微巧声波传感器。相比于传统的电磁类超声波换能器,光纤超声波传感器具有灵敏度高、频带响应宽、体积小巧、抗电磁干扰等优越性,已广泛应用于国防安全、工业无损检测、生物医学成像、地震物理模型成像等领域,在不同的生产与生活中均备受关注。本文主要综述了光纤干涉型和光纤光栅型等几种典型的光纤超声波传感器的传感机理和发展现状,并针对地震物理模型超声波成像技术,对比展示了常规的电声换能器、新型的光纤超声波传感器以及新兴的激光超声波技术的研究进展,阐述了其中存在的科学技术问题与挑战。