光纤F-P应变传感器光纤端面反射率优化

光纤法珀应变传感器及其系统的应用研究光纤法珀应变传感器及其系统的应用研究是一项重要的科学研究，主要通过研究应用光纤法珀应变传感器技术来实现测量、检测各种外界物理变化在空间和时间上的振动信号。

它是将传感器和光纤结合使用，利用光纤作为载体，可以对外界物理变化进行检测，从而进行非接触式的检测，实现对各种振动信号的监测。

光纤法珀应变传感器由一根光纤及其感应头组成，当外界物理变化产生振动时，光纤传感器可以检测振动信号，并将其转换为电信号，再通过处理装置读取和处理，从而实现测量和检测的目的。

与传统的传感器相比，光纤法珀应变传感器具有许多优点，如具有较小的体积、较薄的结构、超高的灵敏度、良好的可靠性、耐高温、耐高压、耐腐蚀等特点，而且随着技术的不断发展，光纤法珀应变传感器的性能也在不断提升。

此外，随着技术的发展，光纤法珀应变传感器的应用也越来越广泛，如航天、航空、电子产品、工业控制、汽车制造、地震监测、测试设备、防火系统、民用建筑、军事设备等。

在航空航天领域，光纤法珀应变传感器可以帮助飞行员准确掌握飞机姿态，提高飞行安全性；在工业控制领域，光纤法珀应变传感器可以帮助检测机器的运行状态，提高生产效率；在汽车制造领域，光纤法珀应变传感器可以帮助检测汽车的发动机状态，提高汽车安全性；在地震监测领域，光纤法珀应变传感器可以帮助准确检测地震活动，提高地震预测能力；在民用建筑领域，光纤法珀应变传感器可以帮助检测建筑物的振动情况，预防建筑物受损；在军事设备领域，光纤法珀应变传感器可以帮助检测军事设备的状态，提高战斗力。

因此，研究光纤法珀应变传感器及其系统的应用，不但可以为科学研究提供精准的数据，而且可以更好地实现许多重要的应用，如提高安全性、提高生产效率、提高可靠性、提高地震预测能力、提高战斗力等。

因此，开展光纤法珀应变传感器及其系统的应用研究具有重要的科学意义和实际应用价值。

专利名称：一种光纤F-P传感器测量应变的方法
专利类型：发明专利
发明人：祝连庆,李达,董明利,娄小平,张雯,何巍,李红申请号：CN201711431760.8
申请日：20171226
公开号：CN108195300A
公开日：
20180622
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种光纤F‑P传感器测量应变的方法包括：制作光纤F‑P传感器，在高精度三维运动平台上固定光纤夹具，将去除涂层的HI‑1060光纤固定在光纤夹具上；飞秒激光依次穿过所述半波片、偏振片、衰减片和窗口，经高反镜反射后聚焦至HI‑1060光纤，对HI‑1060光纤划线刻写；在高反镜正上方布置电荷耦合器件，观测激光的聚焦位置和激光对夹具上HI‑1060光纤的加工形貌；搭建应变测试系统，应变测系统包括宽带光源、环形器、光纤F‑P传感器、移动拉伸平台和光谱分析仪；将光纤F‑P传感器固定在所述移动拉伸平台上，使光纤F‑P传感器产生应变；光谱分析仪实时观测并记录所述光纤F‑P传感器的反射光谱。

本发明制作的光纤F‑P传感器对应变测量具有较高偶的灵敏度。

申请人：北京信息科技大学
地址：100085 北京市海淀区清河小营东路12号北京信息科技大学光电学院
国籍：CN
代理机构：北京律恒立业知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
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专利名称：一种光纤F-P复合腔型高温应变传感器专利类型：发明专利
发明人：童杏林,方定江,张翠,邓承伟,潘旭
申请号：CN201810738431.6
申请日：20180706
公开号：CN108759704A
公开日：
20181106
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种光纤F‑P复合腔型高温应变传感器，包括第一单模光纤、第二单模光纤、多模光纤以及两端具有开口的毛细玻璃管，光纤本身的材质选用熔融SiO；第一单模光纤其中一个平整端面上镀有固定反射率的介质反射膜，第一单模光纤的镀膜端面与第二单模光纤未镀膜平整端面进行熔接；多模光纤的未镀膜平整端面和第一单模光纤未镀膜平整端面分别通过毛细玻璃管的两端开口插入到毛细玻璃管腔体中，多模光纤和第一单模光纤插入到腔体中的两端面平行对准且不接触，多模光纤和第一单模光纤与毛细玻璃管通过胶粘方式连接，多模光纤的另一端面经过激光开孔处理。

本发明可以实现超高温环境下温度和大量程应变的同时监测。

申请人：武汉理工大学
地址：430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路122号
国籍：CN
代理机构：湖北武汉永嘉专利代理有限公司
代理人：张惠玲
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光纤传感器的应用与优化光纤传感器是一种基于光学原理的传感器，利用光纤作为传感元件，通过光的传输和变化来实现对各种物理量的测量。

在电子与电气工程领域，光纤传感器具有广泛的应用和优化空间。

一、光纤传感器的应用1. 温度测量：光纤传感器可以通过测量光的相位变化或光强的变化来实现对温度的测量。

相比于传统的温度传感器，光纤传感器具有更高的灵敏度和更宽的测量范围。

在工业生产过程中，光纤传感器可以用于高温环境下的温度监测，如熔炉和高温反应器的温度控制。

2. 应变测量：光纤传感器可以通过测量光纤的弯曲或拉伸程度来实现对应变量的测量。

在土木工程领域，光纤传感器可以用于对桥梁、建筑物等结构的应变监测，及时发现结构的变形和破坏，确保工程的安全性。

3. 压力测量：光纤传感器可以通过测量光纤中光的传播速度的变化来实现对压力的测量。

在石油、天然气开采和工业流体控制领域，光纤传感器可以用于测量管道中的流体压力，及时发现管道泄漏和压力异常。

4. 气体浓度测量：光纤传感器可以通过测量光在气体中的传播特性的变化来实现对气体浓度的测量。

在环境监测和工业安全领域，光纤传感器可以用于检测空气中的有害气体浓度，及时预警并采取相应的措施。

二、光纤传感器的优化1. 传感器结构的优化：光纤传感器的结构设计对传感器的性能有重要影响。

通过优化光纤的材料选择、结构布局和封装方式，可以提高传感器的灵敏度和稳定性。

此外，还可以通过引入微纳技术，制备微型化的光纤传感器，提高传感器的集成度和可靠性。

2. 信号处理的优化：光纤传感器输出的信号往往是微小的光强变化或相位变化，需要进行精确的信号处理才能得到准确的测量结果。

通过优化信号处理算法和器件的选择，可以提高传感器的测量精度和响应速度。

3. 网络化与智能化的优化：随着物联网和人工智能技术的发展，光纤传感器可以与其他传感器和设备进行联网，实现对多种物理量的综合测量和分析。

通过智能化的算法和系统，可以实现对传感器的自动化控制和故障诊断，提高传感器的可靠性和智能化水平。

oi光纤 F-P 腔压力传感器的研究进展韩冰，高超( 中航工业北京长城计量测试技术研究所，北京 100095)摘 要: 光纤 F-P 腔压力传感器因其独有的优点广泛应用于军事、民用领域。

国内外诸多高校、科研院所都 在对其进行研究。

本文介绍了光纤 F-P 腔压力传感器的研究进展，对全光纤结构 F-P 压力传感器、激光加工微型 光纤压力传感器、二氧化硅膜片压力传感器的结构和制作过程进行了总结，并对利用 MEMS 制作压力传感器的工 艺进行了详述，对比分析了不同加工工艺下传感器的性能及其优缺点。

关键词: 光纤压力传感器; Fabry-perot 腔; MEMS 工艺 中图分类号: TP212文献标识码: A文章编号: 1674 － 5795 ( 2012) 02 － 0005 － 06Research Progress of Optical Fiber Type Fabry-perot Pressure SensorHAN Bing ，GAO Chao( Changcheng Institute of Metrology ＆ Measurement ，Beijing 100095，China)A b s t r a c t : T he Fabr y -per o t ( F -P ) ca v it y pressure sens o r has been w idel y used in m ilitar y and ci v il f ields. It is researched b y m an y d o m es - tic o r f o rei g n uni v ersities and research institutes. T he research pr og ress o f the o ptical f iber t y pe F -P pressure sens o r is intr o duced ，and the struc - tures and m anu f acturin g pr o cesses o f F -P pressure sens o r ，the laser pr o cessin g m iniature f ibre -o ptical pressure sens o r and the f ull o ptical f iber structure silic o n diaphra g m pressure sens o r are su mm ari z ed. T he techn o l ogy o f usin g M E M S t o pr o duce pressure sens o r is described in detail. T he sens o r per f o r m ance and its ad v anta g es and disad v anta g es in di ff erent pr o cessin g techn o l ogy are c o m pared and anal yz ed.Key words : optical fiber pressure sensor; Fabry-perot cavity; MEMS technology0 引言光纤传感器技术起步于上世纪 70 年代末，是伴随 着光纤通讯技术的发展而发展起来的，由于其具有信 号不受电 磁 场 干 扰、 绝 缘 性 高、 防爆性好等诸多优 点［1 － 2］，目前在民用和军事领域都有着越来越广泛的应用前景。

光纤端面反射率是指光在光纤端面上入射时，由于材料的折射率差异和界面特性，在光纤端面产生的反射光强度与入射光强度之比。

它是一个无量纲参数，通常以百分数或小数形式表示。

光纤端面的反射率对光纤通信系统有着重要影响：
1. 连接损耗：光纤接头处的高反射率会导致信号回损增加，从而影响连接损耗和系统的整体性能。

2. 非线性效应：过高的端面反射可能会导致光纤内部的非线性效应增强，如自相位调制、四波混频等，这些效应在长距离传输和密集波分复用系统中尤为关键。

3. 光纤激光器和放大器：在光纤激光器和放大器中，精确控制光纤端面的反射率对于实现特定的腔体结构和稳定运行至关重要。

4. 光纤布拉格光栅（FBG）：光纤光栅中的反射率是由其内部周期性的折射率变化决定的，是设计光栅滤波特性和传感应用的基础。

测量光纤端面反射率的方法可以采用干涉测量技术，比如通过迈克尔逊干涉仪或其他类型的光学干涉仪，通过分析反射光与参考光束之间的干涉图案来确定反射率的精确值。

此外，也可以使用光谱分析仪结合特定的光学附件进行测量，尤其是在研究多层膜沉积在光纤端面时对其反射率的影响时。