金属化封装光纤光栅传感器超低温特性研究

来源：激光与红外杂志2017年第6期北京时间：

作者：丁旭东

单位：北京信息科技大学光电信息与仪器北京市工程研究中心,北京 100016；合肥工业大学仪器科学与光电工程学院,安徽 合肥 230009；

摘要：传统胶封光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感器的胶黏剂在超低温环境中存在着板结、与基体间热失配等问题。针对胶封光纤光栅传感器在超低温条件下进行测量的局限性,本文设计一种全金属化封装结构,并采用超声焊接的方法将光纤光栅封装固定于特种铝合金基底表面。在-160～0 ℃环境下,对两支FBG温度传感器的超低温传感特性进行了实验测试。结果表明,该封装形式的FBG传感器的线性度较好,相关系数均在0.99以上。它们的温度灵敏度系数在线性变化区间平均值分别为27.88 pm/℃和26.17 pm/℃,分别是封装前裸光纤光栅的2.75倍和2.58倍左右,提高了温度灵敏度。此金属化封装的FBG温度传感器的工艺简单,易于实现,可用于超低温恶劣环境下的温度测量。

关键词：超声焊接;光纤光栅;超低温传感;温度灵敏度

基金资助：国家自然科学基金面上项目(No.54675053);长江学者和创新团队发展计划(No.IRT1212);北京市重大科技计划项目(Nos.PXM2013-014224-000077;PXM2012-014224-000019)资助