基于化學(xué)腐蝕方法制作的特種光纖琺-珀傳感器.pdf

1、光纖傳感器安全小巧、測量精度高、不易受電磁干擾，成為新一代傳感器的主流發(fā)展方向之一。其中，光纖琺-珀傳感器不僅具有高的精確度、靈敏度和分辨率，而且安裝與使用簡單，被廣泛應(yīng)用于應(yīng)變、折射率、溫度、壓力等的測量。
　　 化學(xué)腐蝕法制作琺-珀傳感器的方法，具有可批量生產(chǎn)、成本低廉、操作簡單等優(yōu)勢。但是該方法存在三個(gè)主要缺陷：制成的琺-珀腔腔長過短、機(jī)械強(qiáng)度較差；腐蝕面平整度和粗糙度低；制作的重復(fù)性差。因此限制了它的實(shí)際應(yīng)用。
　

2、　 本文針對上述問題，進(jìn)一步研究了化學(xué)腐蝕制作琺-珀傳感器的方法。將腐蝕特種光纖與電弧改善腐蝕面平整度的方法相結(jié)合，提高了制成的光纖琺-珀傳感器的性能。制作的傳感器如下：
　　 1、摻鉺光纖琺-珀應(yīng)變傳感器。傳感器腔長約27μm，對比度最高處可達(dá)24dB。在0～800με范圍里，線性度高達(dá)0.9999，靈敏度為3.15±0.01 pm/με，測量精度約±2με；傳感器機(jī)械強(qiáng)度較高，最高可承受3000με。溫度實(shí)驗(yàn)表明，在25～

3、75℃的溫度范圍內(nèi)，靈敏度為0.65±0.13 pm/℃，線性度為0.9850，傳感器對溫度不敏感。
　　 2、硼鍺共摻光纖琺-珀折射率傳感器。傳感頭無需切割，制作非常方便。在1.357～1.400的折射率范圍內(nèi)，線性度在0.99以上，靈敏度達(dá)30dB/RIU，在光強(qiáng)分辨率為0.001dB的解調(diào)系統(tǒng)中，具有3.33×10-5的分辨率。
　　 3、多模漸變折射率光纖琺-珀折射率傳感器。傳感器在空氣中反射光譜的條紋對比度接近

4、35dB，在1.3329～1.4670的折射率范圍內(nèi)，線性度高達(dá)0.99938，靈敏度達(dá)45dB/RIU，在光強(qiáng)分辨率0.001dB的解調(diào)系統(tǒng)中，具有2.22×10-5的分辨率。
　　 目前，基于條紋對比度測量折射率的光纖琺-珀折射率傳感器利用折射率在一定范圍內(nèi)與反射光譜條紋對比度近似成線性的關(guān)系來測量折射率。由于受線性度制約，折射率測量的范圍和靈敏度都較小。寬范圍的折射率測量的準(zhǔn)確度很低。
　　 本文針對上述問題，利用