在以乙醇填充的纤维微腔中移动的微泡的光控制用于位移测量

科学领域:

• * 光子学和光学传感技术.
• * 微流体和微尺度现象.
• * 用于传感器开发的材料科学.

背景情况:

• * 传统的位移传感器通常在灵敏度,范围或接触要求方面面临限制.
• * 开发非接触式高分辨率位移测量技术对于各种科学和工业应用至关重要.
• *光纤传感器提供优势,如对电磁干扰的免疫力和遥感能力.

研究的目的:

• * 提出和演示一种新的光纤位移传感器.
• * 为了利用马兰戈尼效应在纤维微腔内进行光控制的微泡操纵.
• * 在位移测量中实现超高灵敏度和一维特异性.

主要方法:

• * 在单模纤维 (SMF) 中制造以乙醇填充的纤维微腔.
• *利用1550nm激光诱导温度梯度和控制微气泡运动通过马兰戈尼效应.
• *使用微腔和微气泡表面形成一个法布里-佩罗干扰仪 (FPI).
• * FPI 的光路径差异 (OPD) 的解调,以测量位移.

主要成果:

• *微气泡成功地跟随了侧面引入的SMF的运动.
• * 传感器表现出1.1 × 10−3 nm−1 /μm的超高灵敏度用于位移测量.
• * 拟议的传感器表现出一维灵敏度,非接触式操作,大测量范围和高分辨率.

结论:

• * 拟议的光控制微泡光纤传感器是精确移位传感的可行和有效解决方案.
• * 传感器的独特机制比传统方法提供了显著的优势,特别是在灵敏度和非接触测量方面.
• * 这项技术对需要高精度,一维位移检测的先进应用具有前景.