陈海滨,陈青青,王可宁,王 伟,张雄星

(西安工业大学光电工程学院,西安 710021)

随着现代工业及科学技术的爆发式发展,对精密位移传感技术的要求越来越高。人们已经开发出多种不同量程、不同精度、不同传感测量机制的机械式[1]、电子式[2]和光学式[3]精密位移传感器,以满足不同的需求。其中,光纤位移传感器作为一种光学式精密位移传感技术,与传统的机械式、电子式位移传感器相比,具有免受电磁干扰、电绝缘、化学钝性、灵敏度高等特点,相比于常规光学式位移传感器,体积更小、结构更为紧凑、使用更为灵活。因此光纤位移传感技术受到了各国学术界和产业界的重点关注,并被深入研究,目前已有多种光纤位移传感测量机制被提出。

典型的光纤位移传感技术,包括光纤光栅式位移传感技术[4]、激光干涉式光纤位移传感技术[5]以及白光干涉式光纤位移传感技术[6]等。其中,光纤光栅式位移传感技术,利用待测目标移动引起的应变对光纤布拉格光栅反射波长峰值位置的影响,实现精密位移传感,具有较高的灵敏度,但需要采用复杂精密的机械封装,量程较小,并存在对环境温度影响较为敏感的缺点[7]。激光干涉式光纤位移传感技术,通常采用马赫-增德尔干涉仪、迈克尔逊干涉仪式的结构实现位移测量[8],其位移分辨率可以达到1 nm,但也存在测量范围小,易受环境干扰的问题。加拿大PhotonTech的Jesse Zheng还提出了一种基于激光调频连续波的干涉式位移传感器,可以在1 mm的范围内实现0.08 μm精度的位移测量,但需要采用特殊的线性调频激光,在技术实现上,存在一定的难度和复杂性[9]。……