少模环芯光纤长周期光栅

弯曲方向可辨

通过单侧刻写引入非对称折射率调制，使光栅对弯曲方向敏感，实现矢量曲率、扭转与温度的多参数同时测量。

赵云鹤 · Shiqi, Chen · Yutao, Guo · Yan, Jiang · Siyu, Chen · 牟成博 · 刘云圻 · 何祖源

Optics and Laser Technology 2024

具体参数

弯曲强度灵敏度

{'zh': '0.879', 'en': '0.879'} dB/m⁻¹

弯曲强度灵敏度

{'zh': '-0.584', 'en': '-0.584'} dB/m⁻¹

弯曲强度灵敏度

{'zh': '-0.735', 'en': '-0.735'} dB/m⁻¹

扭转灵敏度

{'zh': '-0.554', 'en': '-0.554'} dB/(rad/m)

曲率线性范围

{'zh': '5–9.466', 'en': '5–9.466'} m⁻¹

技术优势

能分辨弯曲方向

单侧刻写使折射率调制不对称，不同弯曲方向引起不同的模式耦合效率，从而通过强度变化区分方向。

多参数同时测量

单个光栅对曲率、扭转和温度都有响应，且温度影响可忽略，可同时测量曲率和扭转而不需额外补偿。

应用场景

• 光纤曲率传感器：测量弯曲同时识别方向，适合形状重建。
• 光纤扭转传感器：对扭转响应线性且温度不敏感，可用于旋转监测。
• 结构健康监测：同时测得曲率和扭转，全面评估结构变形。
• 多参数光纤传感：单根光纤实现多参数，简化传感网络。
• 智能材料与结构：嵌入结构中感知弯曲与扭转，实现智能响应。