基于FBG差分群时延的光纤径向压力传感器研究

本文研究了一种创新的径向压力传感器设计，以光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating, FBG）为基础，利用其差分群时延（Differential Group Delay, DGD）特性进行测量。作者汪弋平和黄晓琴在南京师范大学物理科学与技术学院开展工作，这项研究得到了高等教育博士专业基础研究基金的支持（Grant No. 20103207120004）。 传统的FBG传感器主要依赖于光谱分析来进行传感，然而，该研究者提出了一个突破性的思路，即通过FBG的偏振性质来检测径向压力。作者详细探讨了当径向载荷作用于FBG时，DGD响应的演变过程，并着重分析了DGD的中心点信息，这在径向压力传感中具有重要意义。这种基于DGD的传感器设计，不仅提供了对径向压力变化的敏感度，而且能提供更精确的负载分布信息。 论文深入研究了DGD随径向压力变化的规律，提出了DGD演化过程中中心点信息的提取方法，这有助于提高传感器的精度和稳定性。实验部分验证了这种新型传感方法的合理性与可行性，实测结果与理论分析之间显示出良好的一致性。 通过这种方法，光纤布拉格光栅不再仅仅局限于光谱特征的测量，而是扩展了其在力学参数监测领域的应用潜力，特别是在需要高精度和非接触测量的场合，如结构健康监测、机械加工过程监控等。这种技术的发展对于提升工业自动化和智能设备的性能具有重要意义。 总结来说，这篇论文是光纤布拉格光栅技术在新型径向压力传感器领域的创新应用，通过DGD特性来实现对径向载荷的精确感知，展示了其在精密工程和传感技术中的前景。