一种基于摆锤结构的紧凑型光纤布拉格光栅倾角传感器
摘要
设计了一种基于摆锤结构的新型光纤布拉格光栅倾角传感器。摆锤结构采用摆杆和摆锤一体化的设计，有效减小了倾角传感器体积并降低了摆杆形变对倾角测量性能的影响。此外，借助双光纤布拉格光栅设计，通过解调光纤布拉格光栅之间波长差的变化，不仅可以区分倾角方向，还能实现温度不敏感的倾角测量。实验结果表明：在-15°至15°的倾角测量范围内，所设计倾角传感器的灵敏度、线性度、迟滞性分别为103.10 pm/（°）、0.9998和0.65%；该传感器能有效抵消温度对倾角测量的影响，在温度快速变化（6 ℃/min）下的倾角测量误差小于0.21°；在15°倾角条件下24 h的抗蠕变性能测试中，倾角解调波动量小于0.068°，这展现出所设计传感器在大倾角下的长期测量稳定性。所设计的传感器具有结构紧凑、制备工艺简单、对温度不敏感等优点，且在倾角测量范围、灵敏度、线性度、迟滞性等多个性能参数间获得了较好的平衡，具有良好的应用前景。
引用本文（GB/T 7714）
李瀚 Li Han, 丁文超 Ding Wenchao, 肖伟 Xiao Wei, 等. 一种基于摆锤结构的紧凑型光纤布拉格光栅倾角传感器[J]. Acta Optica Sinica, 2025.
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