啁啾相移光纖光柵分布式應(yīng)變與應(yīng)變點精確定位傳感研究?

裴麗 吳良英 王建帥 李晶 寧提綱

(北京交通大學(xué)光波技術(shù)研究所,全光網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)代通信網(wǎng)教育部重點實驗室,北京 100044)

1 引 言

精確定位傳感技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)、安全防范、智能交通、科學(xué)技術(shù)以及國防建設(shè)等眾多領(lǐng)域都有著重要而廣泛的應(yīng)用.隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的飛速發(fā)展,設(shè)備的加工制造也逐漸朝著超大型化或微型化、精密化以及智能化的方向發(fā)展.開展應(yīng)變與應(yīng)變點精確定位傳感技術(shù)的相關(guān)研究,對促進我國先進制造、精密加工、航空航天、鐵路系統(tǒng)等高新技術(shù)行業(yè)的發(fā)展具有重要意義.

由于光纖光柵對溫度、應(yīng)變、環(huán)境折射率等都表現(xiàn)出了較高靈敏度的波長漂移或模場變化[1?6],光纖光柵被廣泛應(yīng)用于地震勘探[7]、海嘯監(jiān)測[8]、模型分析[9]以及結(jié)構(gòu)檢測等[10,11]領(lǐng)域.啁啾光纖光柵是一種周期不均勻的光纖光柵,其帶寬比均勻光纖光柵的帶寬更大,當(dāng)在啁啾光纖光柵上的某一位置產(chǎn)生微應(yīng)變時,該應(yīng)變點會產(chǎn)生一個相移,啁啾光纖光柵的頻譜則會出現(xiàn)一個與之對應(yīng)的狹縫[12?14].狹縫的深度由應(yīng)變量的大小決定,狹縫的中心波長由應(yīng)變的位置和應(yīng)變量共同決定.利用這一特性,啁啾光纖光柵可應(yīng)用于應(yīng)變與應(yīng)變點的精確定位傳感.當(dāng)串接中心波長不同且通帶范圍互不重合的多個啁啾光纖光柵時,能夠?qū)崿F(xiàn)一定范圍內(nèi)的分布式應(yīng)變與應(yīng)變點精確定位檢測,該精確定位傳感裝置可應(yīng)用于先進制造、精密加工、航空航天、鐵路系統(tǒng)等高新技術(shù)領(lǐng)域.

V-I傳輸矩陣法是一種可用于分析各種特殊光纖光柵的理論[15,16],本文利用V-I傳輸矩陣法建立狹縫深度和中心波長關(guān)于應(yīng)變量和應(yīng)變位置的理論模型,并通過實驗論證啁啾相移光纖光柵對應(yīng)變量的監(jiān)測,以及對應(yīng)變位置精確到微米量級的定位.實驗中,用長度為100 m的普通單模光纖串接兩個中心波長不同且通帶范圍互不重合的啁啾光纖光柵,實現(xiàn)分布式應(yīng)變傳感,實驗獲得的最大應(yīng)變靈敏度為0.19 pm/με.

2 理論模型及仿真分析

2.1 啁啾相移光纖光柵的 VV - III理論模型

當(dāng)在啁啾光纖光柵上的某一位置處引入微應(yīng)變時,即在該位置處引入一個相移,假設(shè)應(yīng)變量的大小為s,引入的相移量為θ,則相移量θ與應(yīng)變s的滿足以下關(guān)系[12]:

其中,neff是啁啾光纖光柵的有效折射率,λz是啁啾光纖光柵上應(yīng)變引入位置z處的布拉格波長.

則,該段啁啾相移光纖光柵的V-I傳輸矩陣表達式為

其中,V I1,V I2分別表示相移引入位置的前半段和后半段啁啾光纖光柵的V-I傳輸矩陣;A,B,C,D分別代表連乘矩陣的四個元素;Fθ表示由微應(yīng)變形成的相移矩陣,可表示為

由此,得到啁啾相移光纖光柵透射率和反射率的表達式

其中,Z1,Z2分別對應(yīng)每個光柵周期的前后半個周期的阻抗,且Z1≈neff+π/4,Z2≈neff?π/4.

由(1),(2),(3)和(4)式可知,啁啾相移光纖光柵的透射率或者反射率與引入相移的微應(yīng)變s有著絕對的對應(yīng)關(guān)系,我們可以根據(jù)檢測到的啁啾相移光纖光柵頻譜狹縫的透射率或者反射率得到應(yīng)變量s.

啁啾相移光纖光柵頻譜狹縫的中心波長是由應(yīng)變位置和應(yīng)變量共同決定的,則其中,λc是監(jiān)測到的狹縫中心波長,λs是由應(yīng)變s引起中心波長的漂移,且λz=2neffΛz,λs=2neffs,Λz是啁啾光纖光柵上應(yīng)變引入位置z處對應(yīng)的周期.則由(1)和(5)式可以推算得到

假設(shè)啁啾光纖光柵的周期呈線性分布,由(6)式可以精確定位應(yīng)變位置z

其中,Λ0是線性啁啾光纖光柵初始端的周期,F是啁啾系數(shù),L啁啾光纖光柵的長度.

由公式λz=2neffΛz可知,任意周期Λz和布拉格波長λz存在惟一的對應(yīng)關(guān)系,即在微應(yīng)變s已知的情況下,啁啾相移光纖光柵上任意周期Λz與狹縫的中心波長λc存在惟一的對應(yīng)關(guān)系.由于啁啾光纖光柵上的周期分布是遞減變化的,各處的周期大小均不相同,因此,理論上可以由狹縫的中心波長和深度計算出啁啾光纖光柵上產(chǎn)生微應(yīng)變的位置相應(yīng)的周期,從而實現(xiàn)精確到微米量級的定位.

圖1 啁啾相移光纖光柵分布式應(yīng)變與應(yīng)變點精確定位傳感的結(jié)構(gòu)Fig.1.The structure of cascaded CFBGs applying in distributed strain and strain-points precise positioning.

2.2 啁啾相移光纖光柵分布式應(yīng)變與應(yīng)變點的精確定位傳感結(jié)構(gòu)

啁啾相移光纖光柵分布式應(yīng)變與應(yīng)變點精確定位傳感結(jié)構(gòu)如圖1所示,將多個中心波長不同、通帶范圍互不重合的啁啾光纖光柵級聯(lián).已知,當(dāng)兩段光柵級聯(lián),級聯(lián)光柵的頻譜是兩段光柵頻譜的組合,與光柵之間的距離沒有關(guān)系,且由于光柵色散的原因,光柵之間的距離僅對級聯(lián)光柵的時延產(chǎn)生影響[17].當(dāng)級聯(lián)啁啾光纖光柵上的某一段或多段啁啾光纖光柵上的某一個或多個位置處引入微應(yīng)變時,級聯(lián)啁啾光纖光柵上產(chǎn)生對應(yīng)的相移.通過對級聯(lián)啁啾光纖光柵的頻譜進行檢測,當(dāng)某一個透射峰出現(xiàn)狹縫時,粗定位產(chǎn)生微應(yīng)變的啁啾光纖光柵,然后可以根據(jù)狹縫的深度和中心波長計算出應(yīng)變量和應(yīng)變產(chǎn)生位置處的周期,實現(xiàn)精確到微米量級的定位.

2.3 仿真分析級聯(lián)啁啾相移光纖光柵

假設(shè)兩段線性啁啾光纖光柵CFBG1和CFBG2,其中心波長分別為λ1=1544.58 nm,λ2=1548.60 nm,光柵長度L1=L2=3 cm,啁啾系數(shù)f1=f2=0.002,光纖有效折射率neff1=neff2=1.4513.將CFBG1和CFBG2級聯(lián),如圖2(a)和圖2(c)所示.由于CFBG1和CFBG2的頻譜中心波長不同且通帶范圍互不重合,級聯(lián)啁啾光纖光柵的頻譜是啁啾光纖光柵CFBG1和CFBG2頻譜的組合,如圖2(b)和圖2(d)所示.

圖2 啁啾光纖光柵CFBG1和CFBG2級聯(lián) 在CFBG1和CFBG2上各引入一個微應(yīng)變的結(jié)構(gòu)(a)及其頻譜(b);在CFBG1上引入兩個微應(yīng)變的結(jié)構(gòu)(c)及其頻譜(d)Fig.2.Cascaded CFBG1 and CFBG2:the structure(a)and spectrum(b)of two CFBGs induced strain;the structure(c)and spectrum(d)of two strains induced in CFBG1.

我們之前的研究表明,當(dāng)在啁啾光纖光柵上某一位置z處引入微應(yīng)變s時,其透射譜的對應(yīng)波長λz處會出現(xiàn)一個與之對應(yīng)的狹縫,狹縫的深度隨著應(yīng)變量s的增加呈現(xiàn)先增加后減小的變化趨勢,而狹縫的中心波長λc由應(yīng)變的位置z和應(yīng)變量s共同決定,所以λc隨著應(yīng)變量的增加向長波長漂移[14].同理,在如圖2(a)所示的級聯(lián)啁啾光纖光柵結(jié)構(gòu)中,分別在CFBG1的中間位置z1,CFBG2的中間位置z2處引入微應(yīng)變.令CFBG1和CFBG2在z1,z2處原本的周期分別為Λz1,Λz2,以及引入的應(yīng)變量分別為s1,s2,則級聯(lián)啁啾光纖光柵的頻譜如圖2(b)所示.由圖2(b)可知,當(dāng)在兩個級聯(lián)的光柵上分別引入微應(yīng)變時,級聯(lián)啁啾光纖光柵頻譜的兩個帶寬范圍內(nèi)均出現(xiàn)了與啁啾光纖光柵上引入的微應(yīng)變相互對應(yīng)的狹縫,且狹縫的深度和中心波長的變化規(guī)律與單個啁啾光柵頻譜中狹縫的深度和中心波長的變化規(guī)律一致.設(shè)置CFBG1上z1處的微應(yīng)變s1為0.5μm,CFBG2上z2處的微應(yīng)變分別為0.3μm,0.5μm和0.7μm,級聯(lián)啁啾光柵的頻譜中,微應(yīng)變s1對應(yīng)的狹縫幾乎不變,微應(yīng)變s2對應(yīng)的狹縫的深度和中心波長按照前面所述的規(guī)律變化,由此證明,啁啾光纖光柵級聯(lián)時,對于不同啁啾光纖光柵上的微應(yīng)變,其頻譜響應(yīng)是相互獨立的.

圖2(c)中描述的是兩個啁啾光纖光柵級聯(lián),在同一個啁啾光纖光柵上引入兩個微應(yīng)變的結(jié)構(gòu),其級聯(lián)啁啾光柵頻譜如圖2(d)所示.從圖2(d)可知,將兩個啁啾光纖光柵級聯(lián),當(dāng)在CFBG1上的z1,z2位置處引入微應(yīng)變s1,s2,而CFBG2上未引入微應(yīng)變時,級聯(lián)啁啾光柵的頻譜中,CFBG1帶寬范圍內(nèi)出現(xiàn)兩個與微應(yīng)變s1和s2相互對應(yīng)的狹縫,而CFBG2帶寬范圍內(nèi)沒有狹縫出現(xiàn).CFBG1帶寬范圍內(nèi)狹縫的深度和中心波長的變化規(guī)律與單個啁啾光纖光柵頻譜中狹縫的深度和中心波長的變化規(guī)律一致.設(shè)置CFBG1上z1處的微應(yīng)變s1為0.5μm,z2處的微應(yīng)變分別為0.3μm,0.5μm和0.7μm,級聯(lián)啁啾光柵的頻譜中,微應(yīng)變s1對應(yīng)的狹縫幾乎不變,微應(yīng)變s2對應(yīng)的狹縫的深度和中心波長的變化規(guī)律與前面所述的規(guī)律一致,由此證明,啁啾光纖光柵級聯(lián)時,對于啁啾光纖光柵上的多個不同的微應(yīng)變,其頻譜響應(yīng)是相互獨立的.

上述理論分析表明,將啁啾光纖光柵級聯(lián),在不同的啁啾光纖光柵上引入微應(yīng)變,或者在同一個啁啾光纖光柵上不同位置引入微應(yīng)變,級聯(lián)啁啾光柵頻譜中均會出現(xiàn)與之相對應(yīng)的狹縫,狹縫的深度和中心波長的變化規(guī)律一致,且每一個與微應(yīng)變相對應(yīng)的狹縫之間相互獨立,該特性表明,級聯(lián)啁啾光纖光柵可以應(yīng)用于分布式應(yīng)變與應(yīng)變點精確定位傳感.

3 實驗與討論

我們通過實驗驗證上述的級聯(lián)啁啾光纖光柵在分布式應(yīng)變與應(yīng)變點精確定位傳感的應(yīng)用.將啁啾系數(shù)為0.024 nm/cm、長度為10 cm、中心波長為1544.675 nm、3-dB帶寬為0.19 nm、透射深度約為10 dB的啁啾光纖光柵CFBG1和啁啾系數(shù)為0.024 nm/cm、長度為12.5 cm、中心波長為1546.605 nm、3-dB帶寬為0.28 nm、透射深度約為14 dB的啁啾光纖光柵CFBG2級聯(lián),兩段啁啾光纖光柵之間的單模光纖長度為100 m,利用兩個相同的壓電陶瓷片(Thorlabs,PK2FMP2,PZT)分別在兩段啁啾光柵上引入微應(yīng)變.采用的壓電陶瓷片的最大應(yīng)變量為11.2μm,尺寸為10.5 mm×6.1 mm×5.2 mm(長×寬×高).用紫外膠水將兩個壓電陶瓷片分別黏貼于兩段啁啾光纖光柵的中間位置,即應(yīng)變引入位置z1=5 cm,z2=6.25 cm,實驗裝置如圖3所示.

圖3 啁啾光纖光柵CFBG1和CFBG2級聯(lián),且在CFBG1和CFBG2上均引入微應(yīng)變的結(jié)構(gòu)Fig.3.The structure of cascaded CFBG1 and CFBG2 with strains induced in both of CFBGs.

當(dāng)在PZT1上加載驅(qū)動電壓Vp1,而PZT2上未加載驅(qū)動電壓時,利用光譜儀(YOKOGAWA,AQ6375)測得的級聯(lián)啁啾光柵的頻譜如圖4(a)所示.圖4(a)中CFBG1對應(yīng)通帶范圍內(nèi)的中心波長附近有狹縫產(chǎn)生,而CFBG2對應(yīng)通帶范圍內(nèi)沒有狹縫.從圖中可以看出,隨著PZT1上驅(qū)動電壓Vp1從5 V增加到75 V,CFBG1上引入的微應(yīng)變逐漸增加,狹縫的中心波長逐漸從1544.664 nm漂移到1544.672 nm,并且狹縫的深度隨著驅(qū)動電壓Vp1的增加而增加,直到Vp1增加到60 V,狹縫深度到達最大值4.581 dB,CFBG1上狹縫的中心波長和深度隨著驅(qū)動電壓的變化曲線如圖5(a)所示.

當(dāng)在PZT2上加載驅(qū)動電壓Vp2,而PZT1上未加載驅(qū)動電壓時,測得的級聯(lián)啁啾光柵的頻譜如圖4(b)所示.圖4(b)中CFBG2對應(yīng)通帶范圍內(nèi)的中心波長附近有狹縫產(chǎn)生,而CFBG1對應(yīng)通帶范圍內(nèi)沒有狹縫.從圖中可以看出,隨著PZT2上驅(qū)動電壓Vp2從5 V增加到75 V,狹縫的中心波長逐漸從1546.568 nm漂移到1546.584 nm,深度從0.788 dB增加到9.065 dB,CFBG2上狹縫的中心波長和深度隨著驅(qū)動電壓的變化曲線如圖5(b)所示.

圖4 啁啾光纖光柵CFBG1和CFBG2級聯(lián)頻譜 (a)CFBG1上引入微應(yīng)變;(b)CFBG2上引入為微應(yīng)變;(c)CFBG1和CFBG2上同時引入惟一微應(yīng)變Fig.4.Spectrum of cascaded CFBG1 and CFBG2:(a)strain in CFBG1;(b)strain in CFBG2;(c)strains in CFBG1 and CFBG2.

圖5 驅(qū)動壓電陶瓷片上的電壓,CFBG1上狹縫的中心波長和深度(a)及其對應(yīng)的誤差(c),CFBG2上狹縫的中心波長和深度(b)及其對應(yīng)的誤差(d)Fig.5.Center wavelength and depth of peak(a)in CFBG1 and the error(c),center wavelength and depth(b)of peak in CFBG2 and the error(d),when the voltage applied on PZTs.

圖4(c)是PZT1和PZT2上同時加載驅(qū)動電壓時的級聯(lián)啁啾光纖光柵的頻譜,從該圖可以看出CFBG1和CFBG2通帶范圍內(nèi)均出現(xiàn)狹縫,且兩個狹縫的中心波長和深度的變化規(guī)律,與圖5所示的CFBG1和CFBG2上單獨引入微應(yīng)變時狹縫的中心波長和深度的變化規(guī)律一致.

對圖5(a)和圖5(b)中的實驗數(shù)據(jù)進行擬合,發(fā)現(xiàn)CFBG1和CFBG2上的狹縫的中心波長和深度與驅(qū)動電壓呈線性關(guān)系,且CFBG1上狹縫的中心波長和深度擬合曲線的斜率分別為0.0011 nm/V和0.0655 dB/V,CFBG2上狹縫的中心波長和深度擬合曲線的斜率分別為0.0022 nm/V和0.1239 dB/V.根據(jù)圖5(a)和圖5(b)計算CFBG1和CFBG2上狹縫的中心波長和深度的誤差,如圖5(c)和圖5(d)所示,CFBG1上狹縫的中心波長和深度的最大絕對誤差為6.57×10?4nm和0.85 dB,CFBG2上狹縫的中心波長和深度的最大絕對誤差為1.2×10?3nm和0.86 dB.

假設(shè)壓電陶瓷片PZT在電壓的驅(qū)動下,通過拉伸產(chǎn)生的應(yīng)變量與驅(qū)動電壓的大小呈正比關(guān)系,根據(jù)圖5(a)和圖5(b)給出的CFBG1和CFBG2上狹縫中心波長隨PZT上驅(qū)動電壓的變化曲線以及PZT的最大拉伸量11.2μm進行計算,由此可以得出,CFBG1上引入微應(yīng)變的應(yīng)變靈敏度是0.08 pm/με,CFBG2上引入微應(yīng)變的應(yīng)變靈敏度是0.19 pm/με.

為了驗證級聯(lián)啁啾光柵,單個啁啾光柵引入多個微應(yīng)變的情況,將啁啾系數(shù)為0.019 nm/cm、長度為12.5 cm、中心波長為1544.899 nm、3-dB帶寬為0.34 nm、透射深度約為20 dB的啁啾光纖光柵CFBG1和啁啾系數(shù)為0.024 nm/cm、長度為12.5 cm、中心波長為1546.609 nm、3-dB帶寬為0.28 nm、透射深度約為14 dB的啁啾光纖光柵CFBG2級聯(lián),兩段啁啾光纖光柵之間的單模光纖長度為100 m,將PZT1和PZT2黏貼在CFBG1上z1=4.12 cm,z2=8.24 cm處,實驗裝置如圖6所示.

該種情況下,級聯(lián)啁啾光柵頻譜中的狹縫變化規(guī)律與上述在級聯(lián)啁啾光柵上均引入微應(yīng)變時的變化規(guī)律幾乎一致.當(dāng)PZT1上加載驅(qū)動電壓Vp3時,CFBG1對應(yīng)通帶范圍內(nèi)的短波長區(qū)有狹縫產(chǎn)生,測得的級聯(lián)啁啾光柵的頻譜如圖7(a)所示,而當(dāng)PZT2上加載驅(qū)動電壓Vp4時,CFBG1對應(yīng)通帶范圍內(nèi)的長波長區(qū)有狹縫產(chǎn)生,測得的級聯(lián)啁啾光柵的頻譜如圖7(b)所示.從圖7(a)和圖7(b)中可以看出,隨著驅(qū)動電壓Vp3和Vp4從5 V增加到75 V,z1位置對應(yīng)狹縫的中心波長逐漸從1544.79 nm漂移到1544.804 nm,深度從0.131 dB增加到7.443 dB,而z2位置對應(yīng)狹縫的中心波長逐漸從1545.012 nm漂移到1545.022 nm,深度從0.289 dB增加到9.068 dB,CFBG1上z1和z2位置對應(yīng)狹縫的中心波長和深度隨著驅(qū)動電壓的變化曲線如圖8所示.圖7(c)是CFBG1上z1和z2位置同時引入微應(yīng)變時的級聯(lián)啁啾光纖光柵的頻譜,從該圖可以看出z1和z2位置同時引入微應(yīng)變時,對應(yīng)狹縫的中心波長和深度的變化規(guī)律與單獨引入微應(yīng)變時對應(yīng)狹縫的中心波長和深度變化規(guī)律一致.

圖6 啁啾光纖光柵CFBG1和CFBG2級聯(lián),且在CFBG1上引入兩個微應(yīng)變的結(jié)構(gòu)Fig.6.The structure of cascaded CFBG1 and CFBG2,and two strains induced in CFBG1.

對圖8(a)和圖8(b)中的實驗數(shù)據(jù)進行擬合,發(fā)現(xiàn)CFBG1上z1和z2位置處的狹縫的中心波長和深度與驅(qū)動電壓呈線性關(guān)系,且CFBG1上z1位置狹縫的中心波長和深度擬合曲線的斜率分別為0.0002 nm/V和0.1028 dB/V,CFBG1上z2位置狹縫的中心波長和深度擬合曲線的斜率分別為0.0001 nm/V和0.1353 dB/V根據(jù)圖8(a)和圖8(b)計算CFBG1和CFBG2上狹縫的中心波長和深度的誤差,如圖8(c)和圖8(d)所示,CFBG1上z1位置對應(yīng)狹縫的中心波長和深度的最大絕對誤差為1.46×10?3nm和1.18 dB,CFBG1上z2位置對應(yīng)狹縫的中心波長和深度的最大絕對誤差為1.36×10?3nm和1.02 dB.

圖7 啁啾光纖光柵CFBG1和CFBG2級聯(lián)頻譜 (a)CFBG1上z1位置引入微應(yīng)變;(b)CFBG1上z2位置引入為微應(yīng)變;(c)CFBG1上z1和z2位置同時引入惟一微應(yīng)變Fig.7.Spectrum of cascaded CFBG1 and CFBG2:(a)Strain in z1of CFBG1;(b)strain in z2of CFBG1;(c)strains in z1and z2of CFBG1.

圖8 驅(qū)動壓電陶瓷片上的電壓,CFBG1上z1位置對應(yīng)狹縫的中心波長和深度(a)及其對應(yīng)的誤差(c);CFBG1上z2位置對應(yīng)狹縫的中心波長和深度(b)及其對應(yīng)的誤差(d)Fig.8.Center wavelength and depth of peak(a)at position of z1of CFBG1 and the error(c);center wavelength and depth of peak(b)at position of z2of CFBG1 and the error(d),when the voltage applied on PZTs.

根據(jù)圖8(a)和圖8(b)給出的狹縫中心波長隨驅(qū)動電壓的變化曲線換算,CFBG1上z1位置處引入微應(yīng)變的應(yīng)變靈敏度為0.17 pm/με,CFBG1上z2位置處引入微應(yīng)變的應(yīng)變靈敏度為0.12 pm/με.將此種情況下的得到的應(yīng)變靈敏度和上述兩個壓電陶瓷片分別黏貼與兩個啁啾上光柵得到的應(yīng)變靈敏度進行比較,發(fā)現(xiàn)同樣的壓電陶瓷片和驅(qū)動電壓下,應(yīng)變靈敏度存在差異,而造成這種差異的原因如下:一是在實驗過程中由于手動誤差,PZT并不是全部黏貼在啁啾光纖光柵上,二是PZT的拉伸應(yīng)變量與驅(qū)動電壓并不是絕對的線性關(guān)系.

4 結(jié) 論

本文通過理論和實驗驗證,啁啾光纖光柵級聯(lián)時,不同啁啾光纖光柵上的微應(yīng)變之間以及同一個啁啾光柵上的不同微應(yīng)變之間都是相互獨立的,且在級聯(lián)啁啾光纖光柵上的任意位置處引入為微應(yīng)變,級聯(lián)啁啾光柵頻譜中均會出現(xiàn)與之對應(yīng)的狹縫.狹縫的深度由應(yīng)變量的大小決定,狹縫的中心波長由應(yīng)變的位置和應(yīng)變量共同決定.因此,可以將級聯(lián)啁啾光纖光柵應(yīng)用于分布式應(yīng)變與應(yīng)變點定位,當(dāng)在級聯(lián)啁啾光柵頻譜中觀察到狹縫時,首先可以粗定位產(chǎn)生微應(yīng)變的某段啁啾光纖光柵,然后根據(jù)狹縫的深度計算應(yīng)變量的大小,并根據(jù)狹縫的深度和中心波長對微應(yīng)變產(chǎn)生的位置,進行精確到微米量級的定位.實驗成功驗證了級聯(lián)啁啾光纖光柵在分布式應(yīng)變傳感上的應(yīng)用,獲得的最大靈敏度為0.19 pm/με.

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