化学镀Ni-P光纤布拉格光栅的均匀轴向拉力响应

作者：饶春芳; 张华; 冯艳; 肖丽丽; 叶志清

来源：光学精密工程, 2012, 20(06): 1194-1200.

• 光纤光学
• 化学镀Ni-P布拉格光纤光栅
• 均匀轴向拉力传感
• 灵敏度

研究了化学镀Ni-P涂敷后光纤布拉格光栅(ENFBG)的均匀轴向拉力响应特性。利用其轴对称特性,分析了光栅的应力及应变状态;采用有限元方法数值分析了光栅应变,并实验验证了数值分析结果。数值分析表明:处于纤芯处的光栅被均匀拉伸,剪应变远小于正应变,可忽略;正应变与轴向拉力成正比,ENFBG中心波长的变化正比于均匀轴向拉力变化;但由于化学镀层与光纤力学特性的差异,镀层对FBG轴向均匀拉力响应起去敏作用。当化学镀层厚度为7.25μm时,ENFBG的均匀轴向拉力实测灵敏度为12.45pm/MPa,相关系数为0.999 6,理论计算值为12.744pm/MPa,但随着镀层厚度的增加,灵敏度呈下降趋势。镀层在为FBG提供良好保护的同时,ENFBG中心波长对于轴向拉力保持线性响应。实验显示ENFBG是性能良好的轴向拉力传感器。

• 单位
  光电子与通信重点实验室; 南昌大学机电工程学院; 江西师范大学