一种基于级联长周期光纤光栅的力传感装置

摘要

利用光纤布拉格光栅(FBG)具有谱线窄、反射率高的特性和级联长周期光纤光栅(级联LPFG)的边沿滤波特性,设计了一种基于级联LPFG的力传感装置,将拉力变化转变为FBG反射谱功率的变化.在理论上分析了实验的可行性,用光纤光栅刻写系统制作了符合要求的级联LPFG和FBG,用光谱分析仪对FBG的反射谱进行了监测.用光纤功率计对FBG的反射功率进行了测量,并对测得的数据进行了线性拟合,其线性相关系数为0.992 4,装置的灵敏度为1.074μW·N^(-1).在拉力为0~0.6 N的范围内功率与拉力有较好的线性关系.测量范围和灵敏度取决于级联LPFG透射谱边沿的斜率.该装置结构简单,操作方便.