一步超声法金属化封装FBG的传感特性

摘要：

为解决传统胶封传感器普遍存在的蠕变、老化问题,本文提出基于一步超声法的光纤光栅表面金属化封装方法.在相同条件下分别对有聚酰亚胺涂覆层和无涂层的两种FBG进行金属化封装,研究了封装后FBG传感器的光谱、热学和力学特性,并利用扫描电子显微镜对其横截面的微观形貌进行了表征.结果表明:封装后有涂覆层FBG的反射光谱无明显畸变、边模抑制比大于10 dB,温度灵敏系数达34.63 pm/℃,应变灵敏系数为1.18 pm/με,应变传递效率达98.5％,线性度达0.999,均优于无涂层的FBG传感器.当温度从14.2℃突变到80℃经过多次冲击试验,发现金属化封装无涂层的FBG的温度增敏结构被破坏,而有涂层的FBG传感器仍保持优异的温度响应特性.SEM图显示,金属合金与有无涂覆层的光纤和金属基底都结合致密.该方法无需对光纤进行表面金属化预处理,操作简单易行,在恶劣环境、超长服役时间的光纤传感应用领域中具有重要的价值.

关键词：光纤布拉格光栅、聚酰亚胺、一步超声法、应变传递效率、温度响应

所属期刊栏目：26

分类号：TN253;TG496(光电子技术、激光技术)

资助基金：长江学者与创新团队发展计划IRT_16R07;北京市优秀人才培养计划2015000020124G074;高等学校学科创新引智计划D17021

在线出版日期：2019-01-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：2380-2388