In the sensing field, many parametric to be measured is vector, for example, electric, magnetic, acoustic, acceleration, stress due to bending and lateral pressure, etc. And these vectors to be tested often coexist with Scalar quantity (for example, temperatures, refractive index of liquid, gas concentration, gas pressure or axial stress, etc.), they will cross-sensitivity during the measurement. Therefore, in order to improve the vector sensing performance of single fiber sensing unit, this project intends to through research on the theory and design, fiber preparation process, the grating writing technology of asymmetric, heterogeneous multi-core photosensitive fiber, write two-dimensional and three-dimensional fiber grating array in a single multi-core optical fiber. Further explore its single point vector sensing, multi-parameter vector sensing and distributed vector sensing properties.Research work to be carried out in this project may be provides an effective way to reduce the weight and the volume of the fiber optic vector sensor, and improve the performance of fiber vector sensor. This project has great significance for promote the level of miniaturization and integration of fiber vector sensing system.
在传感领域中,很多待测量为矢量,例如:电场、磁场、声波、加速度、弯曲及侧面压力引起的应力等,并且这些待测矢量往往和温度、液体折射率、气体浓度、气体压力或轴向应力等标量同时存在,测量时会交叉敏感。因此,为提高单个光纤传感单元的矢量传感性能,本项目拟通过开展对非对称、异构型多芯光敏光纤及光栅的理论设计、光纤制备工艺、光栅写制技术等方面的研究,在单根多芯光纤中写制出二维与三维光栅阵列,进而探索其单点矢量传感、多参数矢量传感及分布式矢量传感特性。本项目拟开展的研究工作可为降低光纤矢量传感器的重量、体积与提高光纤传感器的矢量传感性能提供一条有效途径,对促进光纤矢量传感系统的微型化和集成化具有重大意义。
为提高单个光纤传感单元的矢量传感性能,本项目开展并完成了非对称、异构型多芯光敏光纤的理论设计、光纤制备工艺、光栅阵列写制技术以及矢量传感实验等方面的研究。拉制出了性能良好的正-偏双芯、正-偏-偏三芯与双偏芯等多种结构的非对称、异构型多芯光敏光纤,光纤包层不圆度≤1%,包层直径为125.0μm±1.0μm,光纤强度≥700MPa。在自主研制的非对称、异构型多芯光敏光纤中写制出了性能良好的长周期光纤光栅阵列与布拉格光纤光栅阵列,其中长周期光纤光栅阵列中光栅谐振峰的3dB带宽仅有2.0nm,深度达-27.5dB;布拉格光栅阵列中所有光栅的反射率均高于95.5%。在上述研究基础上,本项目完成了非对称、异构型多芯光敏光纤及光栅阵列的单点矢量传感、多参数矢量传感及分布式矢量传感特性研究,相关成果已经发表在《OPTICS LETTERS》及《IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS》等知名期刊上。本项目开展的研究工作及取得的研究结果可为降低光纤矢量传感器的重量、体积与提高光纤传感器的矢量传感性能提供一条有效途径,对促进光纤矢量传感系统的微型化和集成化具有重要意义。
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数据更新时间:2023-05-31
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