光纤布喇格光栅器件应力疲劳评价理论研究 - 光子学报.pdf

第 卷第 期 光 子 学 报 ４２ ７ 　 　 　 Ｖｏｌ．４２Ｎｏ．７ 年 月 　　　　　　　　　　　　 ２０１３ ７ Ｊｕｌ２０１３ ＡＣＴＡＰＨＯＴＯＮＩＣＡＳＩＮＩＣＡ ｙ ： ／ 犱狅犻１０．３７８８ ｚｘ０８０５ ｇ 光纤布喇格光栅器件应力疲劳评价理论研究 舒岳阶，陈伟民，章鹏，刘浩，张伟，刘显明 （重庆大学 光电技术及系统教育部重点实验室，重庆 ４０００４４） 摘 要：光纤布喇格光栅器件应力疲劳特性严重影响着光纤光栅应变传感器的长期可靠性，为了评 　 估光纤光栅器件的应力疲劳特性，分析了光纤光栅应变传感器的封装结构对疲劳评价的影响，并以 表面直接粘接的简化模型评估了光纤光栅器件的应力疲劳特性 从简化模型的基本力学与光学特 ． 性出发，提出以光谱特性的边模抑制比和带宽作为评价光纤光栅器件疲劳的指标体系，以传感特性 的灵敏度、线性度和应变传递效率作为评价粘接层疲劳的指标体系 设计了基于等强度梁的光纤光 ． 栅器件加速疲劳实验，疲劳的应力幅度为 微应变，频率为 赫兹； 万次疲劳实验后，三支 ５００ １８ １０００ 光纤光栅的带宽平均增加 ，平均应变传递效率和平均灵敏度分别下降 和 ，实验 ２．０７％ ４．５％ ３．９％ 结果说明提出的指标体系能有效地区分粘接层和光纤光栅的疲劳，从而验证了该评价理论的可 行性． 关键词：光纤布喇格光栅器件；评价指标；可靠性；应力疲劳；光谱特性；传感特性；等强度梁 中图分类号： 文献标识码： 文章编号： （ ） ＴＮ２５３ Ａ １００４４２１３２０１３０７０８０５７ 　　　 　　　 犐狀狏犲狊狋犻犪狋犻狅狀狅狀犈狏犪犾狌犪狋犻狅狀犜犺犲狅狉狅犳犉犻犫犲狉犅狉犪 犌狉犪狋犻狀 犜犲狀狊犻犾犲 犵 狔 犵犵 犵 犉犪狋犻狌犲犘狉狅犲狉狋 犵 狆 狔 ， ， ， ， ， ＳＨＵＹｕｅｉｅ ＣＨＥＮＷｅｉｍｉｎ ＺＨＡＮＧＰｅｎ ＬＩＵＨａｏ ＺＨＡＮＧＷｅｉＬＩＵＸｉａｎｍｉｎ ｊ ｇ ｇ （ ， 犜犺犲犓犲 犔犪犫狅狉犪狋狅狉 狅狉犗 狋狅犲犾犲犮狋狉狅狀犻犮犜犲犮犺狀狅犾狅 牔犛狊狋犲犿狊狅 犕犻狀犻狊狋狉