飞秒刻写光纤FP腔级联FBG微结构传感器：温度与应变特性分析

"飞秒刻写光纤F P腔级联FBG传感特性研究.pdf"，这篇论文探讨了一种创新的微结构传感器设计，利用飞秒激光技术在光纤中制造法布里-珀罗（F-P）腔，并将其与切趾布拉格光纤光栅（FBG）级联，以实现对温度和应变的高精度测量。传感器表现出良好的光谱稳定性，其FBG和F-P腔的波长及功率漂移在长时间监测中保持在较低水平。在应变传感中，FBG和F-P腔的波长变化分别对应着1.17 pm/με和1.10 pm/με的应变灵敏度，具有高线性度。而在温度传感中，FBG和F-P腔的波长变化对应着10.09 pm/℃和10.53 pm/℃的温度灵敏度，同样显示出出色的线性度。这种微结构传感器对于单根光纤上的双参数测量提供了解决方案，且对多参数耦合测量和解耦在复杂环境中的应用具有重要意义。 论文中提到的飞秒激光加工技术是一种精密的材料处理方法，它允许在光纤中创建微米级别的结构，如F-P腔和FBG。F-P腔是通过两个反射镜（通常由光纤端面或光栅结构形成）形成的光学谐振腔，可以精确地反射特定波长的光，从而提供波长参考。FBG则是一种特殊的光纤结构，其周期性折射率变化导致特定波长的光被反射，而其他波长则透射过去。级联的F-P腔和FBG组合增强了传感器的敏感性和多功能性。 在实验部分，研究人员观察到当应变从0 με增加到450 με然后再回到0 με时，FBG和F-P腔的波长均发生显著变化，这反映了它们对应变的响应。同样，在温度变化范围内，FBG和F-P腔的波长移动表明了它们对温度变化的高度敏感性。传感器的稳定性和线性度确保了在实际应用中能进行准确的测量。 这项研究展示了飞秒激光技术在光纤传感领域的潜力，提出的微结构传感器设计有望应用于各种环境监测、结构健康监测和工业自动化领域，特别是在需要同时监测温度和应变的场合，其高效、高精度的特性使其成为一种极具吸引力的解决方案。