吕 涛

(中国地质大学(武汉)数理学院，湖北武汉 430074)



非本征法布里-珀罗腔光纤压力传感器研究进展

吕 涛

(中国地质大学(武汉)数理学院，湖北武汉 430074)

基于敏感Fabry-Perot腔测量外界应变的光纤传感器近年来得到广泛的研究，介绍了国内外非本征Fabry-Perot腔光纤压力传感器发展的进程及实用化过程中迫切需要解决的关键问题，如传感器结构设计、敏感材料的选择，初始腔长的选择与控制，静态工作点的选择与自补偿等。

光纤传感器；Fabry-Perot腔；敏感材料；静态工作点；腔长

0 引言

光纤非本征Fabry-Perot腔(Extrinsic Fabry-Perot Cavity,简称EFPC)传感器具有抗电磁干扰、体积小、质量轻、结构简单、成本低、避免电火花、耐腐蚀、便于遥测和复用等许多优点，近年来得到广泛运用[1-2]，可测量多种参量，如电流[3]、角度[4]、颅内压[5]、压力[6-10]、浓度[11]、桥梁健康[12-13]、表面声波[14]、微位移[15-18]、温度[19]、折射率[20-25]、振动[26]、液位[27]、湿度[28]、压力和温度[29-31]、表面应力[32]等。重庆大学、电子科技大学、哈尔滨工程大学、南京师范大学、大连理工大学、武汉理工大学等单位近年来对此类型传感器进行了广泛的研究。

传统的光纤EFPC传感器结构如图1所示[1]，由输入光纤、反射光纤、毛细管或空心玻璃管构成，输入光纤和反射光纤分别从毛细管或空心玻璃管两端插入并被熔点固定，光纤端面之间为空气，光纤端面互相平行且组成EFPC。

图1 光纤EFPC传感器

光束沿输入光纤射入微腔时，在两端面反射并沿原路返回相遇发生干涉，当外界参量作用于传感器时，改变传感器的腔长L从而改变了相邻相干光束相位差φ，进而影响输出反射干涉光强Ir，因此腔长L是反映被测对象的关键参数[33]。……