TFBG: 单一光纤光栅实现温度与曲率双参数测量

本文主要探讨了利用单一倾斜光纤光栅（TFBG，Tilted Fiber Bragg Grating）实现曲率和温度的同时测量的技术。TFBG是一种特殊类型的光纤光栅，其独特之处在于当光栅的弯曲方向与光栅栅面形成特定角度时，其工作特性会发生显著变化。研究发现，倾斜光纤光栅的纤芯模（Core Mode）的共振波长对弯曲的影响相对较小，表现出较强的温度依赖性，即随着外界温度的变化呈现线性漂移。相反，低阶包层模（Cladding Mode）的谐振峰透射功率对曲率敏感，随着弯曲程度的增加呈线性减小，但对温度变化较为不敏感。 这一特性被巧妙地利用来设计一种新型传感器，通过监测TFBG的纤芯模的共振波长漂移以及低阶包层模透射功率的变化，可以独立地测量温度和曲率这两个关键参数。这种设计方法旨在解决传统光纤光栅在实际应用中常遇到的温度和弯曲交叉敏感问题，提高测量精度和稳定性。由于倾斜光纤光栅的独特性质，它能够在保持高灵敏度的同时，有效地隔离温度和弯曲的影响，这对于许多需要精确温度和几何参数监控的应用领域，如光纤通信、工业过程控制、航空航天等具有重要意义。 该研究不仅提供了理论支持，也为实际工程应用提供了一个新的解决方案，推动了光纤传感技术的发展，特别是在微小型化、集成化和多参数测量方面。未来的研究可能进一步优化传感器的设计和性能，以适应更广泛的环境条件和复杂系统的需求。这项工作对于提高光纤光栅在多变量环境下的感知能力，以及提升光纤传感系统的整体性能具有重大价值。