非对称马赫曾德尔滤波器在光纤应力传感中的应用

"基于马赫曾德尔滤波器的光纤应力传感器的研究" 本文主要探讨了如何利用非对称马赫曾德尔光纤滤波器（Mach-Zehnder Interferometer，MZI）解决光纤光栅应变与温度交叉敏感的问题。在光纤传感领域，这种交叉敏感性是一个常见的挑战，因为应变和温度变化都会导致光栅的布拉格频率发生改变，从而影响测量的准确性。通过采用MZI作为应力传感元件，研究者设计了一种新型的光纤应力传感器，旨在保持波长编码的优点，同时减少交叉敏感性的影响。 文章介绍了两种不同的传感模型：单通道和多通道。单通道模型中，马赫曾德尔滤波器的单臂或双臂被粘贴在悬臂梁上，悬臂梁在受到应力时会发生弯曲，从而改变MZI的光程差，导致干涉图样发生变化。双臂粘贴的模型则可以提供更复杂的信息，因为它能感知到梁的两个不同位置的应变。多通道传感器则采用了波分复用技术，使得多个传感器可以在同一光纤中并行工作，提高了空间分辨率和测量范围。 理论分析部分深入探讨了马赫曾德尔滤波器对应力的敏感性，包括滤波器的结构参数、光程差的变化以及环境因素等如何影响其性能。实验部分，研究者构建了光路系统来验证理论模型的可行性，并对实验结果进行了详细的分析，以确定影响实验精度的关键因素，如温度波动、机械稳定性以及光学组件的精度等。 关键词：传感器、光纤光学、应力传感、光纤Mach-Zehnder滤波器、波长编码、悬臂梁 这项研究为光纤应力传感提供了新的解决方案，利用马赫曾德尔滤波器的特性，不仅解决了应变与温度交叉敏感问题，还展示了实现多通道测量的潜力，这对于结构健康监测、桥梁安全检测等领域有着重要的应用价值。