一種低成本高溫FBG傳感器的研究.pdf

1、光纖Bragg光柵(FBG)是沿光纖軸向在纖芯內形成周期性折射率調制分布的一種光纖無源器件，由于它具有可進行波長選擇、插入損耗低和抗電磁干擾等優(yōu)點，使得FBG在通信領域已經(jīng)得到廣泛應用。此外，光纖光柵還以靈敏度高、質量輕、體積小、易于陣列和能波長編碼等優(yōu)點，更使FBG成為傳感器領域的新寵。 目前在傳感領域中，高溫測量與檢測是一個國際性的研究熱點，現(xiàn)有的利用FBG進行高溫測量的方法價格昂貴、制作復雜，很難推廣到實際應用。因此，開展

2、低成本、適用于高溫測量的普通FBG傳感器的研究，是FBG傳感器產(chǎn)業(yè)化的關鍵之一。 本文在分析國內外研究現(xiàn)狀的基礎上，采用常見的相位掩模法，利用248nm紫外光在載氫摻鍺單模石英光纖中制作出FBG。實驗中分別制得低反射率的光柵FBG1和高反射率的光柵FBG2，F(xiàn)BG3。然后將FBG1和FBG2置于30℃～1000℃的高溫爐內進行溫度特性比較實驗。實驗中發(fā)現(xiàn)，在30℃～870℃范圍內FBG1和FBG2兩者中心波長隨溫度的變化趨勢一致

3、，且當溫度達870℃時，兩個光柵反射波長都消失；當溫度繼續(xù)升高到900℃時，僅有FBG2再次出現(xiàn)反射率約為1dB的反射峰，且其傳感特性可保持至1000℃。在相同實驗條件下選擇具有高反射率的光柵FBG3進行高溫熱處理實驗：870℃時光譜消失，900℃再次出現(xiàn)反射率為1dB的反射峰的實驗現(xiàn)象重復出現(xiàn)，將熱處理后的FBG3在30℃～1000℃溫度范圍內進行傳感測量實驗，其溫度靈敏度達到0.02nm/℃，線性度為0.999。實驗結果表明，對于具