【摘要】：設(shè)計(jì)了一種新型的在線光纖法布里-珀羅(F-P)壓力傳感器。該傳感器的F-P腔為微橢球空氣腔,由光纖熔接機(jī)以特定的熔接參數(shù)熔接單模光纖和實(shí)芯光子晶體光纖而成。該傳感器基于F-P干涉原理測量壓力,全石英結(jié)構(gòu),制作工藝簡單,溫度串?dāng)_小。分析了封閉的橢球形空氣F-P腔中短軸直徑(腔長)與長軸半徑(敏感膜有效半徑)的關(guān)系;利用高斯光束傳輸理論分析了空氣F-P腔形狀與腔內(nèi)損耗的關(guān)系。分析了SiO2敏感膜受壓后中心撓度與膜厚、有效半徑的關(guān)系。建立了SiO2膜的壓力敏感特性模型,在施加均布載荷條件下對模型的撓度形變特性進(jìn)行了數(shù)值解析和有限元仿真。仿真了傳感器F-P干涉條紋波谷波長與壓力的關(guān)系,為設(shè)計(jì)制作光纖微壓傳感器提供了理論依據(jù)。
[Abstract]:A novel on-line fiber Fabry-Perot (F-P) pressure sensor is designed. The F-P cavity of the sensor is a micro-ellipsoidal air cavity, which is composed of a fiber fusion machine with specific welding parameters to weld a single-mode fiber and a solid core photonic crystal fiber. The sensor is based on F-P interference principle to measure pressure, quartz structure, simple fabrication process and small temperature crosstalk. The relationship between the short axis diameter (cavity length) and the long axis radius (the effective radius of the sensitive film) in the closed ellipsoidal air F-P cavity is analyzed, and the relationship between the shape of the air F-P cavity and the loss in the cavity is analyzed by using Gao Si beam propagation theory. The relationship between central deflection, thickness and effective radius of SiO2 sensitive film under compression was analyzed. The pressure-sensitive characteristic model of SiO2 film is established. The deflection deformation characteristics of the model are analyzed numerically and simulated by finite element method under uniform load. The relationship between the wavelength of F-P interference fringes and pressure is simulated, which provides a theoretical basis for the design and fabrication of optical fiber micro-pressure sensors.
【作者單位】： 南京信息工程大學(xué)電子與信息工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(61405094) 江蘇高校優(yōu)勢學(xué)科Ⅱ期建設(shè)工程項(xiàng)目
【分類號】：TP212

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本文編號：2379332