空芯光子晶体光纤在在线法珀传感器中的制作与多点应变监测应用

本文主要探讨了基于空芯光子晶体光纤（HCPCF，Highly Confined Photonic Crystal Fiber）的在线法珀标准件（ILFE，Integrated Longitudinal Fabry-Pérot Element）在应变传感领域的创新应用。空芯光子晶体光纤因其独特的结构，具有较高的应变灵敏度和较低的温度敏感系数，这使得其在制造长腔长的ILFE应变传感器时表现出优势。相比于传统的ILFE，这种结构能支持更长的光路，有利于在单个光路中实现频分复用（Frequency Division Multiplexing，FDM），从而扩展准分布应变传感系统的检测能力，容纳更多的测量点。 作者们在理论上深入分析了如何优化制作过程以提升基于HCPCF的ILFE应变传感器的输出信号质量，特别关注了光源的时间相干长度对其腔长设计的影响。时间相干长度是衡量光源稳定性和相干性的重要参数，它在决定ILFE的稳定工作状态和测量精度中扮演着关键角色。当光源相干长度受限时，可能需要调整腔长或采用其他补偿措施来保证传感器性能。 文章还通过实验验证了这种复用方法的实际应用。实验结果显示，利用空芯光子晶体光纤制作的ILFE应变传感器具有±5微应变（με）的测量精度，这对于大型结构的健康监测来说是非常有价值的。由于其高精度和灵活性，这种技术在工业、桥梁、建筑物等基础设施的长期监测中具有广阔的应用前景。 关键词涵盖了光纤光学（Fiber Optics）、光子晶体光纤（Photonic Crystal Fiber）、光纤法珀腔（Fiber Fabry-Pérot Cavity）、制作工艺以及频分复用技术，这些都是本文探讨的核心内容。这篇文章提供了一种新型的、高性能的应变传感解决方案，对于推动光纤光学技术在结构健康监测领域的发展具有重要意义。