科创中国

行业领域

高新技术改造传统产业,高端装备制造产业

需求背景

高灵敏多参数同时测量的光纤传感器件以其高度集成化的优势，近年来逐渐成为光纤传感领域的研究热点，在土木工程、航空航天及电力安全等领域具有广泛的应用前景，对我国基础建设以及军事等方面的发展具有重要研究价值^[1-4]。

然而，目前光纤多参数测量传感器件的灵敏度低、集成度低、稳定性低等问题一直是影响光纤传感器性能的核心难题，严重制约其应用推广。

针对上述难题，本项目提出一种基于白光干涉的双折射光纤温度应变共参传感器件(图1)。一方面，利用双折射效应，在单根光纤上实现温度、应变共参传感，结构简单；另一方面，基于白光干涉传感原理的高性能光纤传感器件具有绝对测量、量程可选、灵敏度高等优点，本项目的研究，可有效解决传统光纤器件多参数测量受限的难题，在结构安全监测等领域具有重要的应用前景。

需解决的主要技术难题

拟解决的关键科学问题

(1) 双折射光纤温度和应变同时测量的传感机理

双折射光纤中双折射效应受到温度和应变的影响较为复杂，光场模式、偏振状态以及损耗等对光谱特性影响复杂。因此，研究双折射光纤温度和应变同时测量的传感机理，是本项目需要解决的关键科学问题。

(2)系统结构参数与器件传感器性能之间关系

双折射光纤的结构、长度，熔接区域的尺寸和形貌等均会影响光纤传感器反射谱和透射谱及传感特性。因此，探索系统结构参数与传感器性能之间关系，是本项目需要解决的关键科学问题。

期望实现的主要技术目标

本项目针对目前光纤传感器件中存在的集成度低、精度低以及温度应变交叉敏感等主要难题，提出一种基于白光干涉的双折射光纤温度、应变共参传感器件，实现对温度应变的高精度测量。理论分析光纤双折射效应温度、应变同时测量的机理，数值模拟计算温度、应变的灵敏度，建立双折射光纤温度、应变共参测量的理论模型，系统研究基于白光干涉技术的双折射光纤温度、应变解调方法，获得传感系数，建立传感矩阵方法，结合实验结果，优化光纤传感器结构与制备工艺，以期获得高灵敏度的单光纤温度、应变共参传感器。

技术报告1篇；

发表论文发表（2）篇，其中EI收录（2）篇，SCI收录（0）篇，CSCD收录（0）篇， ISTP收录（0 ）篇；

出版专著（0）部；

申请发明专利（2）项，授权发明专利（1）项；

申请新品种（0）个，登记新品种（0）个。

处理进度