基于端面镀膜的Fabry-Perot光纤传感器研究.pdfVIP

第29卷第1期 光电工程 Vol.29, No.1 2002 年2 月 Opto-Electronic Engineering Feb, 2002 文章编号：1003-501X(2002)01-0012-03 基于端面镀膜的Fabry-Perot 光纤传感器研究 黄民双 (北京工业大学激光工程研究院，北京 100022) 摘要：应用模式耦合理论计算了外腔式Fabry-Perot（F-P）干涉型光纤传感器的输出光强与F-P 腔长的关系。对组成F-P腔的光纤端面进行了磨平抛光及镀多层电介质膜处理，使光纤端面反射 率为70%，从而提高了传感器的抗干扰能力,简化了探测系统。将该传感器与电阻应变片作对比测 量实验，其结果完全一致。 关键词：光纤传感器;法布里-珀罗干涉；模式耦合理论;电介质薄膜 中图分类号：TN25 文献标识码：A A Study on Fabry-Perot Optic-Fiber Sensor Based on End Face Coating HUANG Min-Shuang (Institute of Laser Engineering, Beijing Polytechnic University, Beijing 100022, China) Abstract: The relation between the output light intensity of extra-cavity type Fabry-Perot (F-P) inter- ferometric optic fiber sensor and F-P cavity length is calculated with mode coupling theory. The end face of optic fiber that formed F-P cavity is ground, polished and coated with multi-layer dielectric film. In this way the reflectivity of the end face of optic fiber is as high as 70%, thus anti-interference capa- bility of the sensor is improved and the detecting system is simplified. A comparison for the measuring experiments carried out by the sensor and resistance strain gauge, their results are entirely consistent. Key words: Optical fiber sensor; Fabry-Perot interferometry; Mode coupling theory; Dielectric film 引 言 近年来，外腔式Fabry -Perot 干涉型(EFPI)光纤传感器由于传感器原理简单、测试精度高，被作为 [1-3] 重要的传感器进行了大量研究报道 。这种传感器具有本征型、全光纤集成化、结构灵巧、灵敏度高 等特点，在智能材料结构等许多领域有非常重要的应用前景。然而由于光纤中的反射光和光纤其它端 面菲涅尔反射光的影响，使得这种传感器噪声大、灵敏度低，需要采用较复杂的光路和电路探测系统； 另外在理论上传感器输出光强与 F-P腔长的关系还不太明了，从而限制了该传感器的实用化。因此本 文着重围绕上述问题进行研究。 1 原 理 图1 为EFPI 传感器的结构。单膜光纤