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美國(guó)科學(xué)家研發(fā)出一種可以在極端條件下使用的新型光學(xué)壓力傳感器。這種光纖傳感器不但可以測(cè)量高達(dá)1800萬(wàn)帕(2620磅/平方英寸)的壓力，將感測(cè)頭放進(jìn)-196°C的液態(tài)氮中或者加熱到 538°C，性能也不會(huì)有明顯改變。
這種傳感器的概念來自于密西西比大學(xué)檢測(cè)儀器和分析實(shí)驗(yàn)室(DIAL)的Chuji Wang 和Susan Scherrer，他們將有名的“腔環(huán)降光譜法”(cavity ring-down spectroscopy, CRDS)技術(shù)應(yīng)用在光纖傳感器上，制造出一個(gè)名為 "fiber ringdown sensor"的儀器。其操作關(guān)鍵在于光脈沖的衰減時(shí)間強(qiáng)烈取決于在光纖環(huán)所造成的衰減，因此任何造成光纖傳輸改變的現(xiàn)象如外部的壓迫(壓力)，都可藉由監(jiān)控衰減時(shí)間而加以測(cè)量。Wang表示這種新傳感器具有許多優(yōu)于布拉格光纖(FBGs)和光纖 Fabry-Perot干涉儀(FPPI)之處，并認(rèn)為這個(gè)新設(shè)計(jì)可以帶動(dòng)全新一代的物理傳感器。
這種傳感器是由兩個(gè)相同的2×1光纖耦合器(99:1分路比例)及和一種標(biāo)準(zhǔn)單模光纖 (Corning SMF-28)所連接，構(gòu)成65M的長(zhǎng)回路。研究員人將一個(gè)波長(zhǎng)1650nm的脈沖經(jīng)由一個(gè)耦合器射入回路；該脈沖每在環(huán)內(nèi)繞行一圈，強(qiáng)度就會(huì)略微減弱，其衰減時(shí)間及強(qiáng)度則由另一個(gè)耦合器連續(xù)加以監(jiān)控。實(shí)驗(yàn)上對(duì)一段8mm長(zhǎng)的光纖傳感器施加重量的結(jié)果顯示，該傳感器可以測(cè)量高達(dá) 1800萬(wàn)帕的壓力。如果把保護(hù)層(Jacket)去掉，雖會(huì)降低它的感測(cè)范圍，可是能增加其靈敏度。
這個(gè)設(shè)計(jì)已經(jīng)取得專利，研究人員正在研究商業(yè)化及制造傳感器數(shù)組的可能性。詳見Optics Letters 29, 352 (2004)及近期的Applied Optics。
北京市公安局海淀分局備案號(hào)：11010802023656號(hào)