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1、2011年第30卷第8期傳感器與微系統(tǒng)(TransducerandMicrosystemTechnologies)5光纖光柵壓力傳感器增敏技術(shù)發(fā)展評(píng)述劉鵬飛，劉國(guó)軍，王永杰，趙強(qiáng)，李芳(1．長(zhǎng)春理工大學(xué)高功率半導(dǎo)體激光器國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，吉林長(zhǎng)春130022；2．中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所光電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室，北京100083)摘要：光纖光柵是利用光纖的光敏特性制成的新型光無(wú)源器件，在傳感方面具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。但光纖光柵本身壓力靈敏度非常低，要想在實(shí)際測(cè)量中發(fā)揮作用，必須對(duì)其進(jìn)行壓力增敏。介紹了目前比較流行的幾種壓力增敏方式，分析了它們的優(yōu)缺點(diǎn)和用途，并對(duì)光纖
2、光柵壓力傳感器的發(fā)展做出展望。關(guān)鍵詞：光纖光柵；壓力傳感器；增敏中圖分類號(hào)：TN203文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-9787(2011)08-0005-03Review0ndevelopment0ffibergratingpressuresensorsensibiIlIiIzZatilontechnnologyLIUPeng-fei，LIUGuo-jun，WANGYong-jie，ZHAOQiang，LIFang(1．NationalKeyLaboratoryonHighPowerSemiconductorLasers，ChangchunUniv
3、ersityofScienceandTechnology，Changchun130022，China；2．OptoelectronicSystemLaboratory，InstituteofSemiconductors，ChineseAcademyofSciences，Beijing100083，China)Abstract：Opticalfibergratingisanewtypeofopticalpassivedevicesfabricatedbyusingphotosensitivecharacteristic，ithasmanyuniquea
4、dvantages．However，thepressuresensitivityoffibergratingitselfisverylow．Inordertoplayaroleinactualmeasurement，pressuresensibilizationmustbecarriedout．Severalcurrentpopularmodesofpressuresensibilizationareintroduced．Theiradvantages，disadvantagesandapplicationareanalyzed，anddevelop
5、mentoffibergratingpressuresensorisprospected．Keywords：fibergrating；pressuresensor；sensibilization0引言此后，Mehz等人于1989年發(fā)明了紫外雙光束全息曝光與傳統(tǒng)的壓電式傳感器相比，光纖光柵傳感器具有許法寫(xiě)入技術(shù)，從而在世界范圍內(nèi)掀起了光纖光柵的研究高多無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。光纖光柵傳感器是利用光信號(hào)實(shí)現(xiàn)信潮。但是，裸光纖光柵的壓力靈敏系數(shù)非常低，實(shí)驗(yàn)證息的傳輸，傳感器本身不會(huì)有電流的出現(xiàn)，所以，抗電磁干明，普通的SiO。裸光纖光柵在0-70MPa的范圍內(nèi)，光
6、纖擾能力強(qiáng)，而且安全性高。它通過(guò)測(cè)量中心波長(zhǎng)的變化而光柵的中心波長(zhǎng)只移動(dòng)0．22nm，其壓力靈敏度僅為實(shí)現(xiàn)對(duì)外界的測(cè)量，不會(huì)因?yàn)閭鬏斁嚯x、連接損耗等外界因一1．98×10／MPa(約為0．003nm／MPa)，這么低的靈敏度素而影響信號(hào)的傳輸。此外，它還具有附加損耗小、質(zhì)量在實(shí)際應(yīng)用中是不可能應(yīng)用的。為了使光纖光柵的壓力測(cè)輕、結(jié)構(gòu)緊湊、便于與其他光纖器件構(gòu)成全光纖系統(tǒng)、壽命量能夠用于實(shí)際中，人們對(duì)光纖光柵壓力增敏進(jìn)行了大量長(zhǎng)、可對(duì)信息進(jìn)行波長(zhǎng)編碼等一系列優(yōu)異性能。因此，它在的研究。溫度探測(cè)、火災(zāi)報(bào)警、石油探測(cè)、煤礦開(kāi)采、土木工程檢測(cè)等根據(jù)封裝的途徑，
7、目前增敏方式主要有彈簧管式增敏、方面都有很大的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用潛力。聚合物封裝增敏、彈性膜片式增敏、薄壁圓筒式增敏以及組1光纖光柵傳感壓力增敏合式增敏。1978年，HillKO等人?首次發(fā)現(xiàn)摻鍺光纖的光敏特1．1彈簧管式增敏性，并用側(cè)向縱波寫(xiě)入法制成了世界上第一個(gè)光纖光柵。彈簧管是一種一端封閉的特種成型管，當(dāng)管內(nèi)和管外收稿日期：201l__o6-28基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(61077059)6傳感器與微系統(tǒng)第30卷承受不同壓力時(shí)，則在其彈性極限內(nèi)產(chǎn)生變形，將光纖光柵于金屬套管中，并通過(guò)在金屬套管預(yù)涂覆一層軟彈性材料，粘貼在彈簧管表面或者兩端，可
8、實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力的測(cè)量。以消除封裝過(guò)程中由于聚合物固化收縮和聚合物與套管壁趙哲等人將光纖Bragg光柵粘貼于C型壓
