动态应力场作用下线性啁啾光栅光谱特性研究

摘要：

目前柔性结构损伤检测需多个传感器，且需要探测器具有极高的采集频率。光纤光栅具有动态响应快、易实现分布式测量等特点，为解决上述问题提供了有效的途径，提出采用线性啁啾光栅（LCFBG）实现动态应力场探测。首先，用传输矩阵理论建立了LCFBG反射光谱应变传感模型，用衰减正弦函数模拟沿LCFBG 分布的动态应力场。通过仿真实验，详细研究了LCFBG反射光谱对不同振幅、不同衰减系数与不同传播速度动态应力场的响应特性。实验结果表明，LCFBG反射光谱的反射率、波长变化与光谱形状均与动态应力场上述参数有关，但是 LCFBG 反射光谱对动态应力场不同参数的响应规律不同。在一定范围内， LCFBG反射光谱的最大反射率随动态应力场幅值与速度的增大而增大，最终趋于一稳定值，但其随阻尼系数增大而减小。最后，研制了以LCFBG为敏感元件的传感器，并构建了动态应力场实验平台，实验结果与仿真实验数据基本一致。提供了一种通过实时采集LCFBG全光谱信息探测动态应力场的新方法。

关键词：LCFBG、反射光谱、动态应力场、幅值

分类号：TN253(光电子技术、激光技术)

资助基金：国家自然科学基金青年项目41202206;中国博士后基金特别资助项目2013T60524;国家自然科学基金重点项目41230636;中国博士后基金项目2012M511253

在线出版日期：2014-08-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：2021-2025