斜入射的反射式光纤传感器光强调制特性分析
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作者:
作者单位:

(1.昆明理工大学 信息工程与自动化学院,云南 昆明 650500; 2.云南电网有限责任公司电 力科学研究院,云南 昆明 650500; 3.天津工业大学 电气及其自动化学院,天津 300387)

作者简介:

赵振刚(1981-), 男,博士,副教授,硕士生导师,主要从事变压器温升和光纤传感器应用的研究.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金(51667011)资助项目 (1.昆明理工大学 信息工程与自动化学院,云南 昆明 650500; 2.云南电网有限责任公司电力科学研究院,云南 昆明 650500; 3.天津工业大学 电气及其自动化学院,天津 300387)


Analysis of optical stress characteristics of inclined incident reflective optical fiber sensor
Author:
Affiliation:

(1.School of Information Engineering and Automation,Kunming University of Scien ce and Technology,Kunming,Yunnan 650500,China; 2.Yunnan Electric Power Research Institute of China Southern Power Grid,Kunming,Yunnan 650500,China; 3.College of Electrical and Automation,Tianjin University of Technology,Tianjin 300387,China)

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    摘要:

    反射式光纤传感器(RIM-FOS)在传感器领域一直占有重要地位。不少学者对反射 式光纤传感器进行了相关研究,大多数都是假设入射光与反射面垂直射入,为了探究以入 射光与反射面成锐角为前提,各影响因素对光强的调制特性,本文采用光纤的入射光与反 射面为斜入射的情况下,假设光强符合理想均匀分布,反射面为理想光滑反射面,各环节光 强损耗比例恒定,通过理论分析得到光强调制模型,运用控制变量法,通过Matlab仿真绘 制相应的结果特性曲线,对仿真结果进行分析,得到发射光纤芯径、接收光纤纤芯、光纤 间间距、数值孔径、光纤倾角等参量对光强调制的规律,结论表明,适当调节各个参量可 以有效提高传感器的灵敏度和测量范围,根据灵敏度的高低和测量范围的宽窄,可以应用 在不同的测量对象上,为斜入射的反射式光纤传感器的实物设计提供理论依据。

    Abstract:

    Reflective fiber optic sensor has always played an important role in the sensor field.Many scholars on the reflective optical fiber sensor research,mos tly assumes that the incident light into perpendicular to the reflecting surface,in order to explore on the premise of incident light and the reflector into acute Angle,light intensity modulation ch aracteristics,various influencing factors in this paper the incident light and the reflective surface of the fiber is under the condition of oblique incidence,assumes that the light intensity in line with th e ideal uniform distribution,reflective surface for the ideal smooth reflecting surface,light intensity of each link loss rate constant,light emphasis on system model is obtained by theoretical an alysis,using the method of control variables,the corresponding results of characteristic curve d rawing through Matlab simulation,analysis of simulation results,Get transmitting optical fibe r core diameter, spacing between receiving optical fiber core,optical fiber,numerical aperture, fiber optic Angle and other parameters on emphasis on the law of the system,the conclusion shows that proper adjust various parameters can effectively improve the sensitivity of the sensor and the measuring range, according to the sensitivity of the height and width of the measurement range,c an be applied in different measuring objects,for oblique incidence of reflective fiber optic sen sors to provide theoretical basis for the physical design.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

何易,赵振刚,梁仕斌,许晓平,李川,张欣.斜入射的反射式光纤传感器光强调制特性分析[J].光电子激光,2021,32(9):985~991

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  • 收稿日期:2021-03-21
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  • 在线发布日期: 2021-11-12
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