双芯光纤光栅双参量传感特性研究.docx

双芯光纤光栅双参量传感特性研究
双芯光纤光栅双参量传感特性研究
摘要：双芯光纤光栅是一种新型的光学传感器，通过光纤中的双芯结构和光栅的折射率调制产生双参量传感特性。本文通过实验研究双芯光纤光栅的双参量传感特性，探究了不同参数对传感器性能的影响，为该传感器在生物医学、环境监测等领域的应用提供了理论和实验基础。
关键词：双芯光纤光栅；双参量传感；折射率调制；传感器性能
1.引言
光纤光栅作为一种重要的光学传感器，具有体积小、重量轻、可远程传输等优点，已广泛应用于生物医学、环境监测、工业控制等领域。传统的光纤光栅主要通过光纤中折射率的变化来实现传感功能。然而，单参量传感器在某些应用场景中存在一定的局限性，不能满足双参数的需求。
双芯光纤光栅是一种新型的光学传感器，其通过光纤中的双芯结构和光栅的折射率调制来实现双参数的传感特性。双芯光纤光栅可以同时测量两个物理量，例如温度和压力、湿度和压力等。在生物医学领域，双芯光纤光栅可以实现同时测量心率和血氧饱和度的功能，具有很大的应用潜力。
2.原理
双芯光纤光栅的传感原理基于光栅的折射率调制。将两个光纤芯线性连接，其中一个芯通过光栅结构进行光的耦合，另一个芯用作参考信号。当光栅结构发生变化时，两个芯的相位差随之发生变化。通过测量相位差的变化，可以得到光栅结构发生的折射率变化。
3.实验设计
本实验采用双芯光纤光栅传感器测量温度和压力的双参数。首先，在光纤中制备具有双芯结构的光纤光栅传感器。然后，将传感器分别暴露于不同温度和压力条件下进行测量。通过测量传感器输出的相位差随温度和压力的变化，得到双芯光纤光栅的双参数传感特性。
4.实验结果
实验结果显示，随着温度的升高，传感器输出的相位差增大，呈线性关系；随着压力的增加，传感器输出的相位差减小，也呈线性关系。通过对实验数据的分析，得到了双芯光纤光栅的温度和压力传感特性曲线，可以准确地测量温度和压力的变化。
5.结果分析
通过对传感器的实验结果进行分析，可以得出以下结论：
（1）双芯光纤光栅传感器具有良好的温度和压力传感特性，可以同时测量两个物理量。
（2）传感器的输出值与温度和压力呈线性关系，具有较高的灵敏度和稳定性。
（3）传感器的设计参数对传感特性有一定的影响，需要进行进一步优化。
6.应用前景
双芯光纤光栅传感器具有广阔的应用前景。在生物医学领域，双芯光纤光栅可以实现多参数的测量，例如同时测量心率、血氧饱和度和呼吸率等。在环境监测领域，双芯光纤光栅可以用于同时测量温湿度、压力和气体浓度等。
7.结论
本文通过实验研究了双芯光纤光栅传感器的双参数传感特性。实验结果表明，双芯光纤光栅具有良好的温度和压力传感特性，可以广泛应用于生物医学和环境监测等领域。未来的研究可以进一步探究传感器的设计优化和扩展其应用范围。
参考文献：
[1]Wang,Z.,Li,C.,Zhao,Z.,etal.(2020).Dual-parameterstrainandtemperaturesensingbasedonafiber-opticFabry-PerotinterferometerandafiberBragggrating.IEEESensorsJournal,20(18),10459-10466.
[2]Li,C.,Zhang,J.,&Jin,W.(2018).Fiber-opticsensingnetworkbasedonadual-corefiber-opticgrating.PhotonicSensors,8(2),134-144.
[3]Jin,W.,Zhang,J.,&Li,C.(2017).Dual-parametersensingbasedondual-corefiberBragggrating.OpticsLetters,42(20),4070-4073.
1200字以上。