高灵敏度,低噪音和稳定的纤维振动传感器使用集成的纤维横向光束与表面等离子体共振微腔

科学领域:

• 光子学和传感器技术技术
• 光学传感传感器是什么?
• 振动分析 振动分析

背景情况:

• 光纤传感器具有抗电磁干扰和耐腐蚀等优点.
• 现有的传感器通常优先考虑频率检测,而不是振幅灵敏度和稳定性.
• 精确的振动传感需要精确的振幅灵敏度,低噪声等效振幅 (NEA) 和高稳定性.

研究的目的:

• 开发一款带有增强幅度灵敏度和稳定的光纤振动传感器.
• 为了研究一种新型光纤设备的性能,该设备集成SPR微腔,用于振动检测.
• 为了解决当前光纤振动传感技术的局限性.

主要方法:

• 在单模光纤 (SMF) 端面的SPR微腔中集成光纤横向光束直线结构.
• 对宽带振动信号检测装置 (1-150 kHz) 的实验测试.
• 振幅灵敏度,信号与噪声比率 (SNR),噪声等效振幅 (NEA) 和稳定性的表征.

主要成果:

• 开发的光纤设备成功检测到从1-150 kHz的宽带振动信号.
• 在100 kHz时达到396.64 mV/μm的高振幅灵敏度,信号噪声比 (SNR) 为61.5dB.
• 显示低噪声等效幅度 (NEA) 为2.97 pm/Hz^1/2和良好的线性,标准偏差为2.15%.

结论:

• 拟议的光纤振动传感器提供了小型化,高灵敏度和稳定的组合.
• 该设备在精确的振动信号检测中显示出未来应用的前景.
• 这项技术提升了振动监控的光纤传感能力.