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题名光纤F-P腔高灵敏加速度传感器理论模型研究
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作者
刘钦朋
李星睿
王丹洋
赵和平
刘望飞
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机构
西安石油大学理学院陕西省油气资源光纤探测工程技术研究中心、陕西省油气井测控技术重点实验室
中国石油天然气集团公司测井重点实验室
中煤第三建设集团有限责任公司二十九工程处
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出处
《光电子.激光》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第9期897-903,共7页
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基金
国家自然科学基金(61735014,61927812)
陕西省自然科学基础研究项目(2016JM6055)
+2 种基金
陕西省教育厅重点实验室科研计划项目(17Js105)
公司发展战略与科技基础工作决策支持研究(2021DQ0107-11)
西安石油大学研究生创新与实践能力培养计划项目(YCS22213185,YCS22213178)资助项目。
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文摘
以提高光纤波长复用型加速度传感器的灵敏度为目标,分析光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)加速度传感器的增敏思路,阐明FBG加速度传感器灵敏度的增敏瓶颈和固有制约因素,提出波长复用型光纤法布里-珀罗(Fabry-Pérot,F-P)加速度传感器物理模型,理论研究其加速度传感原理,推导加速度传感器谐振频率和灵敏度的解析表达式,深入分析系统的结构体刚度、干涉级次、腔长对加速度传感器灵敏度和谐振频率的影响因素,并对比分析在不同系统刚度下FBG和F-P加速度传感器的灵敏度响应特性。由于灵敏度与谐振频率相互制约,进一步引入品质因子对比分析FBG和F-P加速度传感器的综合性能。在谐振频率为205 Hz时,传感器灵敏度高达198 nm/G,比基于FBG的传感器灵敏度理论上高出约2个数量级,并提出F-P型加速度传感器波长复用方案。理论分析表明F-P型加速度传感器与FBG型相比具有独特的优势,为光纤型加速度传感器的增敏和波长复用提供了新思路,并奠定理论基础。
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关键词
法布里-珀罗(F-P)
加速度传感器
高灵敏度
波长复用
品质因子
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Keywords
Fabry-Perot(F-P)
acceleration sensor
high sensitivity
wavelength multiplexing
figure of merit
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分类号
TN253
[电子电信—物理电子学]
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