基于多模干涉与马赫-曾德尔干涉效应的光纤振动传感器研究
作者:
作者单位:

(1. 国家管网集团西部管道有限责任公司, 乌鲁木齐 830000;2. 北京声创新技术发展有限责任公司, 北京 100085)

作者简介:

田 野(1987-),男,高级工程师,主要从事管道完整性研究工作;

通讯作者:

中图分类号:

O329

基金项目:


Research on Fiber Optic Vibration Sensor Based on Multi-mode Interference and Mach-Zehnder Interference
Author:
Affiliation:

(1. West Pipeline Company of PipeChina, Wulumuqi 830000, CHN;2. Beijing Sheng Chuang New Technology Development Co. Ltd., Beijing 100085, CHN)

Fund Project:

  • 摘要
  • |
  • 图/表
  • |
  • 访问统计
  • |
  • 参考文献
  • |
  • 相似文献
  • |
  • 引证文献
  • |
  • 资源附件
  • |
  • 文章评论
    摘要:

    提出了一种结合多模干涉效应的新型马赫-曾德尔干涉仪(MZI)结构,并将其用于振动检测研究。与基于两个3dB单模光纤耦合器(OC)级联而成的传统MZI不同的是,文章采用多模OC与单模OC共同构成MZI。利用芯径为105μm的阶跃折射率分布多模光纤与芯径为62.5μm的渐变折射率分布多模光纤分别采用熔融拉锥法制作了分光比为1∶1的3dB多模OC,并将其分别与3dB单模OC构建了MZI,同时为了对比,也利用两个单模OC构建了MZI。分别对采用不同类型OC构建的MZI中的一个干涉臂施加振动干扰,并使用示波器进行数据采集和分析。结果表明,基于芯径为105μm的阶跃折射率分布多模耦合器构建的MZI具有最大的可检测振动频率范围,为1~20kHz,同时在振动频率偏差和振动频率鉴别能力上也表现最优。

    Abstract:

    A novel Mach-Zehnder interferometer (MZI) structure combined with multi-mode interference is proposed and applied to vibration detection. Different from the traditional MZI which was based on the cascade of two 3-dB single-mode optical coupler (OC), the MZI was composed of multi-mode OC and single-mode OC. A 3dB multimode OC with the coupling ratio of 1∶1 was fabricated using the step index multimode fiber with a core diameter of 105μm and the graded index multimode fiber with a core diameter of 62.5μm, and the MZI was constructed with the multimode OC and another 3dB single-mode OC respectively. For comparison, two single-mode OCs were also used to construct the MZI. Vibration was applied to an interference arm of the MZIs constructed with different types of OCs, and data acquisition and analysis were carried out by an oscilloscope. The results show that the MZI based on a step index multimode coupler with a core diameter of 105μm has the largest detectable vibration frequency range of 1~20kHz, and has the best performance in vibration frequency deviation and vibration frequency discrimination ability.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

田野,赵敏,张东,任国志,王晓航,刘哲.基于多模干涉与马赫-曾德尔干涉效应的光纤振动传感器研究[J].半导体光电,2023,44(1):53-57. TIAN Ye, ZHAO Min, ZHANG Dong, REN Guozhi, WANG Xiaohang, LIU Zhe. Research on Fiber Optic Vibration Sensor Based on Multi-mode Interference and Mach-Zehnder Interference[J].,2023,44(1):53-57.

复制
分享
文章指标
  • 点击次数:
  • 下载次数:
  • HTML阅读次数:
  • 引用次数:
历史
  • 收稿日期:2022-11-05
  • 最后修改日期:
  • 录用日期:
  • 在线发布日期: 2023-04-07
  • 出版日期:

漂浮通知

①《半导体光电》新近入编《中文核心期刊要目总览》2023年版(即第10版),这是本刊自1992年以来连续第10次被《中文核心期刊要目总览》收录。
②目前,《半导体光电》已入编四个最新版高质量科技期刊分级目录,它们分别是中国电子学会《电子技术、通信技术领域高质量科技期刊分级目录》(T3)、中国图象图形学学会《图像图形领域高质量科技期刊分级目录》(T3)、中国电工技术学会《电气工程领域高质量科技期刊分级目录》(T3)和中国照明学会《照明领域高质量科技期刊分级目录》(T2)。
③关于用户登录弱密码必须强制调整的说明
④《半导体光电》微信公众号“半导体光电期刊”已开通,欢迎关注