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《基于光纖光柵新型微位移測量方法研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在工程資料-天天文庫。
1、2013年儀表技術與傳感器2013第11期InstrumentTechniqueandSensorNo.11基于光纖光柵新型微位移測量方法研究朱正愷，劉芳芳，朱肅然，費業(yè)泰(合肥工業(yè)大學儀器學院，安徽合肥230009)摘要:微納米超精密測量是目前熱點研究領域，光纖布拉格光柵作為良好的傳感元件，用于微納米測量領域具有廣闊前景。首先對光纖布拉格光柵傳感的基本原理進行了分析，在此基礎上，采用布拉格光纖光柵熔制懸掛式探針測頭作為傳感元件，利用匹配法進行波長解調，然后設計一整套系統(tǒng)，以實現(xiàn)微位移量測量。利用激光
2、干涉儀和PI微動平臺對系統(tǒng)性能進行標定，并利用廣義多項式對測量數(shù)據進行擬合。實驗結果顯示:系統(tǒng)分辨率達到10nm，曲線擬合優(yōu)度為0.9996。關鍵詞:布拉格光纖光柵;位移;傳感器;可調諧匹配法中圖分類號:TP212文獻標識碼:A文章編號:1002－1841(2013)11－0108－03NewSensingMethodforMicro/nanoDisplacementMeasurementBasedonFiberBraggGratingZHUZheng-kai，LIUFang-fang，ZHUSu-r
3、an，F(xiàn)EIYe-tai(SchoolofInstrumentScienceandOpticalElectronicsEngineering，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China)Abstract:Micro/nanosuperprecisionmeasuringtechnologyisrepresentativeoftheresearchfield，opticalfiberBragggratingasagoodoriginalsensorhasb
4、eenusedtothemicro/nanomeasurementfieldwithbroadprospects．Thebasicprincipleofdisplace-mentsensingwasanalyzed，andbasedonthis，akindoffiberBragggratingfusionsystemsuspendedprobeassensingelementwasdesigned，andmatchingmethodtodemodulatethewavelengthshift，aset
5、ofsystemwasdevisedtomeasuremicro-displacement．Be-sides，thesystemwastestifiedbylaserinterferometersandPImicro-displacementonsystemperformancetest，andthedatacollectedwasgeneralizedpolynomialfitted．Theexperimentalresultsshowthissetofsystem’ssensortheminimu
6、msystematicresolutionis10nmandthegoodness-of-fitis0.9996．Keywords:fiberbragggrating;displacement;sensor;tunablematchingmethod0引言FBG具有靈敏度高、線性范圍寬、抗電磁干擾能力強、體積微納米技術中，微納米測量技術、微納米加工技術和微納小、質量輕等傳感特點，是納米測量的優(yōu)良傳感器件。因此在米結構并列為微納米技術的三大研究主題，其中微納米的超精研究中，將布拉格光纖光柵傳感器件與微納
7、米位移測量技術相密測量技術是代表性的研究領域，也是微納米科技一個重要支結合，開發(fā)了一種新型的基于FBG敏感元件的超精密微位移傳撐技術，目前國內外對于微納米測量技術的研究非?；钴S，提感系統(tǒng)。文中分析了FBG傳感的基本原理，設計了光纖光柵位［1］出了許多測量原理和方法。納米測量從敏感原理上可分為移測量系統(tǒng)，利用可調諧匹配法進行波長解調，并搭建了實驗有非光學方法和光學兩大類。陳曉梅等提出的測量幾十nm到平臺對其進行了性能參數(shù)的測試，實驗結果表明測量系統(tǒng)分辨mm空間尺寸的加強型傳感器納米測量機，大量程范圍為2
8、5率達到10nm．并對測量范圍進行標定和擬合，曲線優(yōu)度為［2］mm×25mm×5mm，不確定度為5.4nm;王淑珍研制了用于0.9996。微納米測量的基于白光干涉超精密表面形貌測量系統(tǒng)，其垂直1光纖布拉格光柵傳感原理分辨率小于1nm，橫向分辨率理論可達2nm，測量范圍40mm1978年，K．O．Hill等報道了用氬離子激光器在鍺硅光纖上［3］×40mm。目前，國內外對布拉格光纖光柵(in-fiberbragg用駐波持續(xù)曝光制成光纖光柵———光纖布拉格光柵
