光纤法布里珀罗应变传感器：激光微加工技术的应用

"激光微加工的光纤法布里珀罗应变传感器是通过157 nm激光在光纤内部制造的自封闭F-P腔，形成一种在线式全光纤标准具。这种传感器具有良好的应变和温度特性，适用于各种应变测试需求。其位移相移系数和位移谷值波长漂移系数分别为1 mrad/μm和5.2 pm/μm，线性度高，温度系数低，展现出极好的条纹对比度、低交叉敏感性、大规模生产潜力、低成本以及强耐环境能力。" 本文主要探讨了利用激光微加工技术在光纤内部创建法布里珀罗(Fabry-Pérot，F-P)腔的新型传感器设计。157 nm的激光被用于在光纤内部精细加工，形成一个自封闭的F-P腔，这样的设计使得传感器能够实现在线监测。实验结果显示，当标准具的两个固定点相距1米时，该传感器对于应变变化的敏感度非常高，位移相移系数达到1 mrad/μm，而位移谷值波长漂移系数为5.2 pm/μm，显示出了优异的线性响应，线性度高达99.92%。 此外，该传感器在温度范围从18℃到500℃内，平均温度系数为0.13 mrad/℃和0.64 pm/℃，显示出较低的温度敏感性，这意味着在温度变化时，其性能稳定性得到了保证。这一特性使得该传感器在温度波动环境中仍能保持准确的应变测量。 实验还证实，该光纤法布里珀罗应变传感器具有多种优势，包括高达30 dB的高条纹对比度，意味着其可以清晰地分辨应变变化。同时，它具有低的温度交叉敏感性，这意味着在测量应变时，温度变化对其影响较小。此外，由于其结构和制造工艺，该传感器有大规模生产的潜力，可以降低成本，且其坚固耐用，能适应恶劣环境，这使得它在各种工业和环境监测应用中具有广阔的应用前景。 激光微加工的光纤法布里珀罗应变传感器是一种创新的光纤传感技术，其独特的设计和优良的性能指标为应变测量领域提供了新的解决方案，尤其在对精度和环境适应性有较高要求的场合，这种传感器的实用价值尤为显著。