基于全纤维马赫-泽恩德干扰仪的大型测量范围曲率传感器,使用三环核心少数模式光纤

科学领域:

• 光纤光学是指光纤的使用.
• 干涉测量是干涉测量的方法.
• 传感器技术 传感器技术

背景情况:

• 马赫-泽恩德干扰仪 (MZI) 广泛用于传感应用.
• 三环核心纤维 (TRCF) 支持多个引导模式,使新的干扰现象成为可能.
• 精确的曲率传感对于机器人技术和结构健康监测等应用至关重要.

研究的目的:

• 为了实验证明一个大测量范围的曲率传感器.
• 为了研究基于马赫-泽恩德干扰仪 (MZI) 的传感器使用三环核心纤维 (TRCF) 的性能.
• 探索拟议的传感器在机器人手势识别等领域的潜在应用.

主要方法:

• 通过在两个单模纤维 (SMF) 之间合并拼接TRCF的片段来制造传感器,从而创建一个SMF-TRCF-SMF结构.
• 利用TRCF段内基本模式和高级模式之间的干扰来产生周期性干扰频谱.
• 通过监测干扰波长偏移的波长变化来测量曲率,干扰因曲而下降.

主要成果:

• 传感器显示曲率的测量范围很大,高达100m-1.
• 达到了 -225.9 pm/m-1 的高曲灵敏度.
• 传感器的性能通过实验测量得到验证.

结论:

• 开发的基于三环核心纤维的Mach-Zehnder干扰仪传感器提供了很大的测量范围和高灵敏度的曲率检测.
• 传感器的设计和性能表明,它在机器人手的手势识别和控制中具有很大的应用潜力.
• 这项工作有助于光纤传感技术的进步,用于精确的曲率测量.