低温交叉灵敏度向量扭转传感器基于内纤维马赫-泽恩德干扰仪,具有螺旋侧孔纤维纤维传感器

科学领域:

• 光纤传感器 光纤传感器
• 干涉测量是干涉测量的方法.
• 超材料是指一种超材料.

背景情况:

• 精确的矢量扭矩测量对于结构健康监测和工程应用至关重要.
• 现有的光纤扭转传感器经常面临敏感性,交叉声响和方向性方面的挑战.
• 马赫-泽恩德干扰仪 (MZIs) 为开发新型传感方式提供了一个多功能平台.

研究的目的:

• 提出和实验验证一种新的光纤载体扭转传感器.
• 利用螺旋侧孔纤维 (HSHFs) 来创建用于扭转传感的马赫-泽恩德干扰仪 (MZI).
• 为了调查传感器的灵敏度,线性和交叉通话特性.

主要方法:

• 通过将螺旋侧孔纤维 (HSHF) 的一部分拼接在两个单模纤维之间,制造一个马赫-泽恩德干扰仪 (MZI).
• 在高频频段内激发LP01和LP11模式以产生交联干扰.
• 理论建模和实验测量干扰模式的变化和波长的变化在应用扭曲下.

主要成果:

• 拟议的HSHF-MZI传感器证明了对扭动的线性波长转移响应,灵敏度为0.282 nm / rad / m).
• 强度响应显示与扭动的周期性变化,产生2.13dB/rad/m的灵敏度.
• 传感器对温度和轴向应变呈现最小的交叉声,并且可以检测扭转方向.

结论:

• 螺旋侧孔纤维马赫-泽恩德干扰仪 (HSHF-MZI) 是用于矢量扭矩测量的高度敏感和强大的传感器.
• 传感器的设计简化了处理,保持了纤维强度,并提供了广泛的测量范围.
• 这项技术对先进的结构健康监测和精密工程测量具有重大前景.