【摘要】：利用高頻二氧化碳(CO2)激光脈沖寫入法制備了一種基于少模長周期光纖光柵(LPG)的高靈敏度扭矩傳感器。兩個纖芯線偏振(LP01和LP11)模式耦合形成諧振峰。扭轉(zhuǎn)靈敏度可達(dá)0.528nm·rad-1·m-1,所提扭矩傳感器的扭轉(zhuǎn)靈敏度比普通單模LPG提高一個數(shù)量級。引入扭轉(zhuǎn)的LPG可以看作是對原光柵進(jìn)行周期性螺旋調(diào)制,其有效光柵周期與扭轉(zhuǎn)率成比例,從而使諧振峰波長發(fā)生漂移,這是形成高扭轉(zhuǎn)靈敏度的主要原因。這種新型LPG對環(huán)境折射率和溫度的交叉敏感性較弱,可以用作高精度的接觸性扭矩傳感器,在涉及扭轉(zhuǎn)測量的很多領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。
文內(nèi)圖片：
圖片說明：圖１ＦＭＦ－ＬＰＧ扭轉(zhuǎn)圖Ｆｉｇ．１ＳｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｔｏｒｓｉｏｎｉｎＦＭＦ－ＬＰＧ
文內(nèi)圖片：
圖片說明： Λ′＝Λ－τΛ２／（２π＋Λτ）為有效光柵周期。從（５）式的差分形式可以推導(dǎo)出光柵的扭轉(zhuǎn)靈敏度為Δλ＝－Δβ０１－Δβ１１（＋τ）ｄβ０１ｄλ－ｄβ１１ｄ（）λ－１，（６）式中Δβ０１－Δβ１１可理解為引入的圓雙折射對波長漂移的影響，τ可理解為有效光柵周期變化對波長漂移的影響，式中第二個乘積項(xiàng)表示的是光柵扭轉(zhuǎn)對模式色散的影響。選擇ＦＭＦ來制備ＬＰＧ是因?yàn)椋疲停凭哂懈叩纳⒁蜃�，有利于增�?qiáng)靈敏度。３實(shí)驗(yàn)與分析圖２高頻ＣＯ２激光器刻寫ＦＭＦ－ＬＰＧ的實(shí)驗(yàn)裝置圖Ｆｉｇ．２ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｅｔｕｐｏｆＦＭＦ－ＬＰＧｉｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎｗｉｔｈｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙＣＯ２ｌａｓｅｒ?qū)嶒?yàn)所采用的ＦＭＦ在１５５０ｎｍ處的纖芯、包層折射率分別為１．４４９和１．４４４，纖芯直徑為１９μｍ且比ＳＭＦ大，可支持更多的傳播模式。實(shí)驗(yàn)采用高頻ＣＯ２激光脈沖寫入法制備ＦＭＦ－ＬＰＧ�？虒懴到y(tǒng)包括ＣＯ２激光器、寬帶光源（ＢＢＳ）、光譜分析儀（ＯＳＡ）以及控制計算機(jī)，該系統(tǒng)配置如圖２所示。激光束通過硒化鋅（ＺｎＳｅ）透鏡聚焦為直徑約為５０μｍ的光斑，在二維掃描振鏡反射下激光束可以掃描焦平面的一塊特定區(qū)域�？虒懀疲停疲蹋校切枰模茫希布す夤β时瓤虒懀樱停埔秃芏�，這種更低功率激光調(diào)制的制備方法可以保證ＦＭＦ－ＬＰＧ的機(jī)械強(qiáng)度不會降低。實(shí)驗(yàn)中，，使用適當(dāng)優(yōu)化的放電方法，將一段長度約為５ｍ的ＦＭＦ兩端熔接ＳＭＦ，并分別連接ＢＢＳ和ＯＳＡ。ＢＢＳ的激光波長區(qū)間
【作者單位】： 暨南大學(xué)光子技術(shù)研究院;暨南大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院;
【基金】：中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金
【分類號】：TP212

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉漢光,周金華,楊學(xué)良;扭矩傳感器安裝模式對回轉(zhuǎn)試驗(yàn)系統(tǒng)影響分析[J];建筑機(jī)械;2001年03期

2 文西芹,張永忠;扭矩傳感器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];儀表技術(shù)與傳感器;2001年12期

3 宋國民,張為公,翟羽健;新型非接觸式車輪扭矩傳感器設(shè)計[J];測控技術(shù);2001年01期

4 張家全;靜動態(tài)扭矩傳感器的設(shè)計方案[J];計量技術(shù);2001年08期

5 瞿潮慶;扭矩傳感器的測量結(jié)果不確定度評定[J];上海計量測試;2002年05期

6 ;扭矩傳感器測試原理及應(yīng)用[J];上海計量測試;2003年01期

7 馬奎,何芳;可變量程扭矩傳感器的設(shè)計[J];計量與測試技術(shù);2005年06期

8 王丹;林中;;扭矩傳感器測量結(jié)果不確定度的評定[J];中國計量;2006年12期

9 楊志;;扭矩傳感器零點(diǎn)校正[J];汽車維修與保養(yǎng);2010年11期

10 ;快裝結(jié)構(gòu)的大量程扭矩傳感器[J];傳感器世界;2012年05期

相關(guān)會議論文 前8條

1 張家全;;靜動態(tài)扭矩傳感器的設(shè)計方案[A];2000全國力學(xué)量傳感器及測試、計量學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2000年

2 龐博;張進(jìn)鋒;顏文俊;;非接觸式扭矩傳感器信號采集與處理研究[A];第二十七屆中國控制會議論文集[C];2008年

3 魏潔;;霍爾效應(yīng)扭矩傳感器校準(zhǔn)裝置設(shè)計[A];江蘇省計量測試學(xué)會2006年論文集[C];2006年

4 許述財;張金換;李建橋;張銳;;便攜式虛擬測試系統(tǒng)在扭矩傳感器標(biāo)定中的應(yīng)用[A];第六屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會議論文集（3）[C];2008年

5 范彥平;吉小軍;蔡萍;韓韜;王驥;;聲表面波扭矩傳感器敏感基片切型分析與優(yōu)化設(shè)計[A];2013中國西部聲學(xué)學(xué)術(shù)交流會論文集（上）[C];2013年

6 徐繼輝;韓韜;吉小軍;;基于SAW諧振器的無線卡環(huán)式扭矩傳感器[A];2012'中國西部聲學(xué)學(xué)術(shù)交流會論文集(Ⅰ)[C];2012年

7 王華強(qiáng);顏文俊;;一種用于EPS系統(tǒng)的電感式扭矩傳感器實(shí)現(xiàn)方案[A];第二十九屆中國控制會議論文集[C];2010年

8 崔文濤;劉艷格;邰伯寅;王兵;;基于級聯(lián)長周期光纖光柵的多參量傳感器研究[A];中國光學(xué)學(xué)會2010年光學(xué)大會論文集[C];2010年

相關(guān)重要報紙文章 前1條

1 本報記者 張亮;機(jī)器人也會鯉魚打挺[N];科技日報;2005年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前8條

1 高長銀;壓電石英晶片扭轉(zhuǎn)效應(yīng)研究及新型扭矩傳感器的研制[D];大連理工大學(xué);2004年

2 楊蕊竹;長周期光纖光柵的特性及傳感應(yīng)用的研究[D];吉林大學(xué);2012年

3 姜明順;長周期光纖光柵理論及傳感技術(shù)研究[D];山東大學(xué);2010年

4 宋世德;長周期光纖光柵的特性及傳感應(yīng)用研究[D];大連理工大學(xué);2006年

5 楊文蕾;結(jié)構(gòu)調(diào)制型超長周期光纖光柵的制作及傳感特性研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2016年

6 劉云啟;布拉格與長周期光纖光柵及其傳感特性研究[D];南開大學(xué);2000年

7 姜萌;基于長周期光纖光柵的傳感器與解調(diào)復(fù)用技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2010年

8 陶沛琳;嵌入TLPFGs的Mach-Zehnder干涉型智能化光纖傳感器的研究[D];北京交通大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 李先友;扭矩傳感器遠(yuǎn)程校準(zhǔn)系統(tǒng)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

2 唐敏;無線聯(lián)動式扭矩傳感器設(shè)計與研究[D];成都理工大學(xué);2015年

3 陳紹鵬;基于非晶態(tài)合金壓磁效應(yīng)的全套環(huán)式扭矩傳感器的研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2016年

4 羅勝彬;磁電式扭矩傳感器的研究[D];西華大學(xué);2015年

5 楊海馬;基于能量和信號無線傳輸軋鋼機(jī)接軸扭矩傳感器的研究[D];燕山大學(xué);2004年

6 李娜娜;光電式扭矩傳感器的研究[D];北方工業(yè)大學(xué);2009年

7 李蓉;基于環(huán)型空間陣列的扭矩傳感器及測量系統(tǒng)研究[D];重慶大學(xué);2010年

8 廖麗媛;基于應(yīng)變式扭矩傳感器的測量系統(tǒng)的設(shè)計[D];東華大學(xué);2013年

9 蔡華林;基于扭矩傳感器的助力自行車中置系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)[D];蘇州大學(xué);2014年

10 魯雙全;極端環(huán)境下機(jī)械主軸扭矩傳感器測量系統(tǒng)的研究[D];重慶大學(xué);2008年

本文編號：2514679