考虑温度和应变交叉敏感的光纤布拉格光栅测量研究

摘要

把光纤布拉格光栅(FBG)的有效折射率、周期用二元函数泰勒展开,理论验证FBG温度-应变和应变-温度交叉敏感方式相同,得出热光系数和弹光系数均与有效折射率平方成正比例关系的结论;列出温度、应变测量计算方程式,并阐述了计算方法。测试温度、应变同时存在时FBG的波长,可知温度-应变和应变-温度交叉灵敏度系数分别为-1.4743×10^(-6)nm/(℃·με)、-1.3948×10^(-6)nm/(με·℃)。把FBG静力水准仪放置于露天阳台上监测一天内波长变化,代入方程式计算,得到较为精确的水准仪液体深度变化解。结果表明,使用温度、应变计算方程式求解,能够提高FBG的测量精度。