基于超长周期光纤光栅的高灵敏度扭曲传感器

摘要

利用高频CO2激光脉冲写入的周期达数毫米的超长周期光纤光栅(ULPFG),实验研究了这种新型ULPFG的扭曲特性,发现它的某些高阶谐振波长漂移与扭曲率之间具有良好的线性关系和方向相关性,其灵敏度可达0.2244nm/(rad/m),是高频CO2激光脉冲写入法写入的普通LPFG扭曲灵敏度的4倍.初步的理论分析表明,新型ULPFG横截面折变的非对称性以及导模与高阶包层模之间发生的耦合使得扭曲具有方向相关性和很高的灵敏度.基于这种ULPFG独特的扭曲特性,设计了一种可判别方向的强度型高灵敏度扭曲传感器,测量灵敏度达0.4394dB/(rad/m),可满足实际应用中对扭曲低成本实时测量的要求.