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基片式多纵模拍频光纤激光位移传感器

余涛 郭瑜 倪屹

余涛, 郭瑜, 倪屹. 基片式多纵模拍频光纤激光位移传感器[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(3): 322001-0322001(5). doi: 10.3788/IRLA201948.0322001
引用本文: 余涛, 郭瑜, 倪屹. 基片式多纵模拍频光纤激光位移传感器[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(3): 322001-0322001(5). doi: 10.3788/IRLA201948.0322001
Yu Tao, Guo Yu, Ni Yi. Multi longitudinal mode beat frequency fiber laser displacement sensor based on substrate[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(3): 322001-0322001(5). doi: 10.3788/IRLA201948.0322001
Citation: Yu Tao, Guo Yu, Ni Yi. Multi longitudinal mode beat frequency fiber laser displacement sensor based on substrate[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(3): 322001-0322001(5). doi: 10.3788/IRLA201948.0322001

基片式多纵模拍频光纤激光位移传感器

doi: 10.3788/IRLA201948.0322001
基金项目: 

国家自然科学基金青年科学基金(61701195);中央高校基础科研经费(JUSRP11740);江苏省自然科学基金青年基金(BK20160190)

详细信息
    作者简介:

    余涛(1993-),男,硕士生,主要从事光纤光栅传感方面的研究与应用。Email:yutjob@foxmail.com

  • 中图分类号: TN253;TP212

Multi longitudinal mode beat frequency fiber laser displacement sensor based on substrate

  • 摘要: 提出并设计了一种基片式多纵模拍频光纤激光位移传感器,利用谐振腔中不同模式之间的拍频信号实现传感,可以监测物体微小位移。该传感器采用应变传感基片结构,有效对光纤进行保护,并能缓冲拉伸和压缩带来的形变,增加传感器灵敏度。同时在原有多纵模拍频光纤激光器的基础上进行了改进,使系统获得更高的信噪比。阐述了多纵模拍频传感器的测量原理,设计制作应变片并搭建实验平台。实验选取4个不同拍频信号作为传感信号,实验数据表明:在0~30 mm范围内,频率漂移基本呈线性变化,线性拟合度最高可以达到0.999 4,这与理论推导结果一致。由于拉伸平台的拉伸精度限制,该传感器的测量精度为110-3 mm。经过反复实验表明,该传感器具有良好的稳定性。
  • [1] Kashyap R, Armitage J R, Wyatt R, et al. All-fibre narrowband reflection gratings at 1500 nm[J]. Electronics Letters, 1990, 26(11):730-732.
    [2] Meltz G, Morey W W, Glenn W H. Formation of Bragg gratings in optical fibers by a transverse holographic method[J]. Optics Letters, 1989, 14(15):823-825.
    [3] Ball G A, Meltz G, Morey W W. Polarimetric heterodyning Bragg-grating fiber-laser sensor[J]. Optics Letters, 1993, 18(22):1976.
    [4] Zhang Y, Chen X, Zhang J, et al. A low-cost FDM system for multi-longitudinal mode fiber laser sensor array[J]. IEEE Photonics Technology Letters, 2015, 27(20):2186-2189.
    [5] Qin Yixuan, Ni Yi, Yao Huixuan. Design of laser array based on REC technology[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(10):1005002. (in Chinese)秦逸轩, 倪屹, 姚辉轩. 基于REC技术的激光器阵列传感系统设计[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(10):1005002.
    [6] Zhang Jintao. Research and application of key technologies of fiber grating sensor reuse[D]. Hefei:Hefei University of Technology, 2015. (in Chinese)张金涛. 光纤光栅传感器复用关键技术的研究与应用[D]. 合肥:合肥工业大学, 2015.
    [7] Liu Shengchun. Research of fiber laser sensing technology based on beat frequency demodulation technology[D]. Nanjing:Nanjing University, 2011. (in Chinese)刘盛春. 基于拍频解调技术的光纤激光传感技术研究[D]. 南京:南京大学, 2011.
    [8] Gao L, Huang L, Chen L, et al. Study on fiber ring laser in sensing application with beat frequency demodulation[J]. Optics Laser Technology, 2013, 45(1):137-141.
    [9] Wu Jing, Wu Hanping, Huang Junbin, et al. Research progress in signal demodulation technology of fiber Bragg grating sensors[J]. Chinese Optics, 2014, 7(4):519-531. (in Chinese)吴晶, 吴晗平, 黄俊斌,等. 光纤光栅传感信号解调技术研究进展[J]. 中国光学, 2014, 7(4):519-531.
    [10] Xu Ning, Dai Ming. Design of distributed optical fiber sensor for temperature and pressure measurement[J]. Chinese Optics, 2015, 8(4):629-635. (in Chinese)徐宁, 戴明. 分布式光纤温度压力传感器设计[J]. 中国光学, 2015, 8(4):629-635.
    [11] Yu X, Dong X, Chen X, et al. Large-scale multi-longitudinal mode fiber laser sensor array with wavelength/frequency division multiplexing[J]. Journal of Lightwave Technology, 2017, 99:1-1.
    [12] Guo Yongxing, Xiong Li, Kong Jianyi, et al. Sliding type fiber Bragg grating displacement sensor[J]. Optics and Precision Engineering, 2017, 25(1):50-58. (in Chinese)郭永兴, 熊丽, 孔建益, 等. 滑动式光纤布拉格光栅位移传感器[J]. 光学精密工程, 2017, 25(1):50-58.
    [13] Liang Lili, Liu Mingsheng, Li Yan, et al. Study on strain and cross sensitivity of long period fiber grating temperature sensor[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(3):1020-1023. (in Chinese)梁丽丽, 刘明生, 李燕,等. 长周期光纤光栅温度传感器应变交叉敏感的研究[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(3):1020-1023.
    [14] Li Xiaobin, Song Jianzhong, Guo Yubin, et al. Optical code division multiple access technology and its applications[J]. Optics and Precision Engineering, 2002, 10(5):487-492. (in Chinese)李晓滨, 宋建中, 郭玉彬,等. 光CDMA技术及其应用[J]. 光学精密工程, 2002, 10(5):487-492.
  • [1] 张芳, 寿少峻, 刘冰, 张兰兰, 冯颖, 高珊.  基于光学多传感器场景信息的视觉辅助驾驶技术 . 红外与激光工程, 2022, 51(6): 20210632-1-20210632-6. doi: 10.3788/IRLA20210632
    [2] 贾鹏飞, 刘全周, 彭凯, 李占旗, 王启配, 华一丁.  多传感器信息融合的前方车辆检测 . 红外与激光工程, 2022, 51(6): 20210446-1-20210446-8. doi: 10.3788/IRLA20210446
    [3] 刘炳锋, 董明利, 孙广开, 何彦霖, 祝连庆.  浮空器柔性复合蒙皮形变光纤布拉格光栅传感器应变传递特性 . 红外与激光工程, 2021, 50(5): 20200315-1-20200315-9. doi: 10.3788/IRLA20200315
    [4] 胡以华, 徐世龙.  对集群光电成像传感器的多源协同相干激光干扰机理研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(4): 406010-0406010(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0406010
    [5] 杨洋, 赵勇, 吕日清, 刘兵, 郑洪坤, 王孟军, 崔盟军, 杨华丽.  多参量一体化光纤传感器及标校系统的研制与开发 . 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1013006-1013006(7). doi: 10.3788/IRLA201948.1013006
    [6] 字崇德, 李昀谦, 祖永祥, 陈林森, 曹汛.  多传感器光谱视频成像系统中的图像对齐研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(6): 603019-0603019(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0603019
    [7] 何祖源, 刘银萍, 马麟, 杨晨, 童维军.  小芯径多模光纤拉曼分布式温度传感器 . 红外与激光工程, 2019, 48(4): 422002-0422002(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0422002
    [8] 钟亦林, 吴恩启, 蔡潇雨, 魏佳斯, 雷李华.  基于改进三点测量法的圆径测量研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(5): 517008-0517008(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0517008
    [9] 阚宝玺, 杨超, 卞贺明, 唐才杰, 黄建业, 王学锋, 孟庆平, 孙维, 高行素.  植入式光纤光栅应变传感器的湿度影响 . 红外与激光工程, 2018, 47(S1): 92-98. doi: 10.3788/IRLA201847.S122007
    [10] 朱南南, 张骏.  表面粗糙度激光散射检测的多波长光纤传感器 . 红外与激光工程, 2016, 45(5): 522003-0522003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0522003
    [11] 郝寅雷, 曾福林, 王志坚, 胡文学, 陈斯聪, 杨建义, 王明华.  玻璃基片上双层多模光波导的制备 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 3000-3004.
    [12] 冯春, 吴洪涛, 陈柏.  基于多传感器融合的航天器间位姿参数估计 . 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1616-1622.
    [13] 梁丽丽, 刘明生, 李燕, 李国玉, 杨康.  长周期光纤光栅温度传感器应变交叉敏感的研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(3): 1020-1023.
    [14] 郑妍, 邢砾云, 常天英, 王敏, 孙玉锋, 崔洪亮, 刘野, 赵越.  光纤SPR传感器的信号检测及处理 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1865-1871.
    [15] 李强, 黄泽铗, 徐雅芹, 张凌云, 史骥, 王智.  基于单模-多模-单模光纤模间干涉的传感系统 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1630-1636.
    [16] 李鸿艳, 鹿传国, 冯新喜, 张迪, 王伟.  多红外传感器融合系统数据关联算法 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1801-1806.
    [17] 童涛, 杨桄, 孟强强, 孙嘉成, 叶怡, 陈晓榕.  基于边缘特征的多传感器图像融合算法 . 红外与激光工程, 2014, 43(1): 311-317.
    [18] 刘长青, 聂晓明, 傅杨颖, 周健.  双纵模He-Ne激光器的多普勒测速系统 . 红外与激光工程, 2013, 42(4): 921-924.
    [19] 龚华平, 杨效, 屠于梦, 宋海峰, 董新永.  FBG传感器和电阻应变仪的振动监测特性 . 红外与激光工程, 2013, 42(3): 810-813.
    [20] 李晓龙, 王江安, 吴亚明.  MEMS双光纤位移声传感器设计与分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2505-2509.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-10-10
  • 修回日期:  2018-11-25
  • 刊出日期:  2019-03-25

基片式多纵模拍频光纤激光位移传感器

doi: 10.3788/IRLA201948.0322001
    作者简介:

    余涛(1993-),男,硕士生,主要从事光纤光栅传感方面的研究与应用。Email:yutjob@foxmail.com

基金项目:

国家自然科学基金青年科学基金(61701195);中央高校基础科研经费(JUSRP11740);江苏省自然科学基金青年基金(BK20160190)

  • 中图分类号: TN253;TP212

摘要: 提出并设计了一种基片式多纵模拍频光纤激光位移传感器,利用谐振腔中不同模式之间的拍频信号实现传感,可以监测物体微小位移。该传感器采用应变传感基片结构,有效对光纤进行保护,并能缓冲拉伸和压缩带来的形变,增加传感器灵敏度。同时在原有多纵模拍频光纤激光器的基础上进行了改进,使系统获得更高的信噪比。阐述了多纵模拍频传感器的测量原理,设计制作应变片并搭建实验平台。实验选取4个不同拍频信号作为传感信号,实验数据表明:在0~30 mm范围内,频率漂移基本呈线性变化,线性拟合度最高可以达到0.999 4,这与理论推导结果一致。由于拉伸平台的拉伸精度限制,该传感器的测量精度为110-3 mm。经过反复实验表明,该传感器具有良好的稳定性。

English Abstract

参考文献 (14)

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