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1、SEMICONDUCTOROPTOELECTRONICSVol.31No.2Apr.2010动态综述倾斜光纤光栅传感器研究进展张笑,柳阳,申人升,张玉书,杜国同(大连理工大学物理与光电工程学院,辽宁大连116024)摘要:倾斜光纤光栅传感器(TFBG)作为一种较为特殊的光栅传感器受到了广泛的关注,它除了光纤光栅本身具有的优点外,还具有环境折射率敏感度高、可解决温度2应变交叉敏感问题等其他光纤光栅传感器无法比拟的优点。文章首先概述了TFBG的工作原理,随后从倾角、应变、温度及环境折射率测量等方面阐述了当前TFBG主要研究方向以及研究现状,最后给出了TFBG的研究发展趋
2、势。关键词:倾斜光纤光栅传感器;倾角;应变;温度;环境折射率中图分类号:TN253文献标识码:A文章编号:1001-5868(2010)02-0170-05LatestDevelopmentofTiltedFiberBraggGratingSensorsZHANGXiao,LIUYang,SHENRensheng,ZHANGYushu,DUGuotong(SchoolofPhysicsandOptoelectronicTechnology,DalianUniversityofTechnology,Dalian116024,CHN)Abstract:Inrecenty
3、ears,tiltedfiberBragggratingsensors(TFBGs)haveattractedmuchattentionasakindofparticularsensors.InadditiontoitsinherentadvantagesasfiberBragggrating,TFBGsowncharacteristicsofhighenvironmentalrefractiveindexsensitivityandcanresolvethetemperature2straincross2sensitivityproblem.Themainprin
4、ciplesofTFBGsareexplainedandthelatestresearchprogressesarereviewedintermsofgratingtiltangles,strain,temperatureandSRI.Furthermore,thefuturedevelopingtrendsareproposed.Keywords:tiltedfiberBragggratingsensors(TFBGs);tiltangles;strain;temperature;surroundingrefractive2index(SRI)0引言何实现稳定、准
5、确、高灵敏度的RI传感测量至关重要。随着光纤光栅写入技术的不断完善,光纤光栅众所周知,光纤光栅传感器与传统的电学传感在传感领域的应用也日趋成熟。倾斜光纤光栅传感器相比较,其具有低损耗、高精度、尺寸小、重量轻、器(TFBG)作为一种新型的光无源器件,其在波分抗电磁干扰、化学稳定及电绝缘等优点。然而,在光[1][225]复用通信系统、环境折射率的测量以及解决交纤光栅传感器这个大家族中,TFBG有着与生俱来[3]叉敏感问题等方面呈现出了惊人的潜在价值和广的独特优点。TFBG是一种光栅条纹与光纤轴向存阔的应用前景,因此受到了各国研究人员的青睐。在一定角度的特殊光纤光栅。TF
6、BG不仅具有普通目前,基于材料折射率(RI)测量的化学传感技[8]FBG的特性(纤芯导模间的耦合),还具有同长周[6][7][2]术在生态环境监测、生物医学、石油化工等领期光纤光栅(LPG)相似的特性(纤芯导模与包层模域得到迅猛发展。鉴于上述这些领域的应用环境大[9]之间的耦合)。因此,TFBG兼有FBG和LPG两多是易燃、易爆或存在严重电磁干扰的场合,因此如种光纤光栅的优点,并且凡是LPG适合的传感功收稿日期:2009-10-12.能,TFBG都适合。与此同时,TFBG相比于LPG,基金项目:大连理工大学引进人才启动基金项目(30052还具有集成度高、体积小、易封
7、装和受交叉敏感小893338).·170·《半导体光电》2010年4月第31卷第2期张笑等:倾斜光纤光栅传感器研究进展(如用来进行基于折射率变化的化学传感时,受温度改变而发生变化。当倾斜角度达某一角度时,光栅[10]和应力的影响较LPG小很多)等特点,更适于实的反射率为零。当倾斜角度在某一范围内时,现基于生物和化学等折射率方面的传感测量。TFBG的反射谱特性与普通的FBG反射谱极为相本文首先简述了TFBG的工作原理,随后从似,所以当应力、应变、温度、压力、振动、磁场、电流TFBG的倾角、应变和温度测量以及环境折射率测和环境折射率等多种参量发生改变时,通过检测/监
