基于琼脂薄膜的微型端面光纤F-P湿度传感器

提出了一种基于琼脂薄膜的微型法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)光纤湿度传感器。传感器通过将标准单模光纤插入空芯玻璃管并在玻璃管端面浸涂琼脂薄膜形成双F-P结构。当环境相对湿度变化时,琼脂薄膜的体积和折射率发生改变,从而引起干涉光发生波长偏移。搭建了湿度传感实验系统,对传感器的湿度传感特性进行了表征,在50%RH—80%RH的相对湿度范围内实现了高达1.2324 nm/%RH的相对湿度测量灵敏度。该传感器尺寸紧凑、成本低、具有较好的线性灵敏度,且制备方式简单。

能量天平动圈位移的激光干涉测量研究

为精确测量普朗克常数h,实现能量天平法建立量子质量基准,提出了三轴双频激光外差干涉和折叠式Fabry-Perot(F-P)干涉绝对距离测量相结合的激光干涉测量方法,用于精密测量和定位能量天平装置中沿竖直方向在均匀磁场中运动的互感线圈位移。用三轴双频激光外差干涉精密测量运动线圈的质心位移和姿态,位移测量不确定度为10nm;进而将F-P腔干涉绝对距离测量与外差干涉测量结果进行比对和校准。仿真表明,采用本文方法,当位移测量范围约为30mm时,测量分辨率优于1nm。将该方法运用于真空中线圈位移测量,相对测量不确定度优于1.0×10-9。

基于光纤干涉法的液体表面张力系数测量及温度影响研究

为了提高液体表面张力系数的测量精度,并充分发挥光纤干涉法的高精度、非接触等优点,提出了一种利用干涉原理的空心光纤(HOF)液体表面张力系数测量方法。即利用HOF一端与单模光纤(SMF)相连,另一端与待测液面接触形成Fabry-Perot(F-P)腔实现液体表面张力系数的测量。毛细效应使得被测液体进入HOF内,不同的表面张力导致HOF形成的F-P腔腔长发生变化,通过检测F-P腔两个相邻干涉峰的间距就可以间接得出液体的表面张力系数大小。实验中,分别测定了相同温度下5种不同液体的表面张力系数和不同温度下蒸馏水的表面张力系数,对测量的结果进行最小二乘法线性拟合。实验中,温度的改变采用水浴加热法,不同温度下蒸馏水表面张力系数的测量结果与理论值的最大误差为0.26%。本文方法结构简单,容易操作,有较高的灵敏度,可为实际液体表面张力系数测量提供参考。