并联游标光纤真空传感器

灵敏度提升83倍

采用无膜片法布里-珀罗腔与并联游标效应，消除机械迟滞并大幅提升灵敏度，结合深度学习解调实现高精度真空测量。

Yihan, Fu · Yike, Duan · Runze, Hou · Zichao, Geng · 陶鹏程 · 于清旭 · 周新磊 · 彭伟

Optics and Lasers in Engineering 2026

参数信息

压力灵敏度

3.36 nm/kPa

分辨率

2.50 × 10⁻² kPa

技术优势

无膜片，消除机械迟滞

通过飞秒激光微加工在光纤内直接构建 F-P 腔，没有可动膜片，因此不存在机械迟滞和疲劳问题。

灵敏度提高83.1倍

引入并联参考腔产生游标效应，将压力灵敏度放大到单一 F-P 干涉仪的 83.1 倍。

解调误差降低68.75%

用一维卷积神经网络直接从干涉谱中提取压力特征，相比传统方法大幅降低解调误差，并实现 2.50 × 10⁻² kPa 的分辨率。

可解释，确认学到物理特征

采用 SHAP 分析验证模型确实学到了光谱的物理特性，而不是从噪声中拟合。

应用场景

• 半导体制造真空监控：替代传统真空计，无膜片结构抗污染，适合刻蚀、沉积等工艺在线监测。
• 航天器热管理真空测量：抗电磁干扰且体积小，可嵌入航天器热控系统真空腔进行原位测量。
• 精密仪器真空校准：高分辨率与低解调误差，可作为真空校准装置的参考传感器。
• 工业真空设备监测：光纤传感器本质安全，可直接安装在真空泵、镀膜机等设备上长期监测。