高性能光纤法布里珀罗应变传感器：设计与实践

"光纤珐珀应变传感器的设计与应用，由刘志伟、倪敏等人提出，是一种具有稳定结构、微小体积和高灵敏度的新型传感器。该传感器在应力作用下的光谱漂移可达7.76 pm /με，并且能够承受高达300℃的高温。它已在微小天平梁结构的实验中得到应用，表现出安装简便、重复性好、无时间漂移和高线性度等优点，有望在未来实现大规模生产和广泛应用。" 光纤珐珀应变传感器是基于法布里-珀罗（Fabry-Perot）干涉原理设计的，这种传感器的核心部分是一个精细的光学谐振腔，即珐珀干涉腔。珐珀干涉腔是由两面反射镜构成的光学空腔，当外部应变作用于这个腔体时，腔体的长度会发生微小变化，导致腔内光波的干涉模式发生变化，从而引起光谱的漂移。这种漂移可以精确地转化为应变值，因此传感器能够敏感地检测到微小的结构变形。 由于其结构稳定，光纤珐珀应变传感器在各种环境条件下都能保持良好的工作性能。高灵敏度使得它能够检测到微米级别的应变，这在结构健康监测、地震监测、桥梁安全评估、航空航天设备的应力分析等领域具有广泛的应用潜力。同时，传感器的小型化设计使其易于集成到复杂系统中，而不影响整体性能。 在高温环境下工作的能力是这种传感器的另一个显著特点。传统的应变传感器可能在高温下性能退化或失效，而光纤珐珀应变传感器能承受300℃的高温，这使得它适用于热处理过程监控、高温管道应力检测等高温环境中的应用。 在实际应用中，例如在微小天平梁结构的实验中，光纤珐珀应变传感器展示了其优异的性能。天平梁通常用于精密测量，而传感器的高线性度和无时间漂移特性确保了测量结果的准确性和稳定性。此外，安装过程的简便性意味着传感器可以快速有效地部署到各种结构上，无需复杂的预处理步骤，降低了实施成本。 光纤珐珀应变传感器是一种极具前景的技术，其高效、稳定和适应性强的特性预示着它将在科研和工业领域有着广阔的应用前景。随着技术的进一步发展和完善，我们可以期待更多创新的应用场景，以满足日益增长的高精度应变测量需求。