基于薄包层极大倾角光纤光栅的灵敏度增强型振动传感器

作者：刘开俊; 罗彬彬^*; 邹雪; **操; 石胜辉; 蒋上海; 邓欧; 邹祥龙; 巫涛江; 赵明富

来源：光子学报, 2021, 50(02): 65-72.

• 光纤光学
• 极大倾角光纤光栅
• 薄包层
• 振动传感
• 等强度悬臂梁

提出了一种薄包层极大倾角光纤光栅悬臂梁振动传感器,采用基于标准单模光纤的极大倾角光纤光栅,从理论上分析包层半径的减小对波导色散因子、包层模的有效折射率、轴向应变灵敏度因子、轴向应变灵敏度及模式阶数的影响,并进行数值仿真,为其振动传感增敏方法提供理论依据。然后使用氢氟酸腐蚀光纤包层,构成不同直径的极大倾角光纤光栅并进行相关振动传感实验。实验结果表明:在40～200 Hz的频率范围内,随着包层直径的减小,极大倾角光纤光栅振动传感器在C波段的同阶和不同阶TE/TM模加速度灵敏度逐渐增大,且两者之间具有较好的线性关系;其中,同阶TE和TM模的最大加速度灵敏度分别可达到100.46 mV/g与88.68 mV/g,相对于标准直径极大倾角光纤光栅振动传感器分别提高了1.36倍、1.53倍;不同阶TE和TM模的最大加速度灵敏度可达到159.35 mV/g与133.37 mV/g,分别提高了2.15倍、2.31倍。

• 单位
  重庆能源职业学院; 重庆理工大学