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[IEEE 2019 SBFoton国际光学与光子学会议（SBFoton IOPC）- 巴西圣保罗（2019年10月7日-10月9日）] 2019 SBFoton国际光学与光子学会议（SBFoton IOPC）- 用于液体测量的光纤散斑图传感器：（特邀论文）

DOI：10.1109/SBFoton-IOPC.2019.8910183 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 光纤散斑图传感器通过多模光纤中多个传播模式间的干涉，探索由此投射出的散斑图案的时空特性。尽管散斑场携带着关于光纤状态的详细且可复现的信息，但通过对散斑图变化的分析，可以采用简单的询问方案获得高度灵敏的测量结果。本文介绍了用于评估液体物理和化学性质（如折射率、粘度和蒸发速率）的不同光纤散斑图传感器设置。实验采用硅基多模光纤和结构化波导进行，同时利用相关性和图像处理技术对输出的散斑场进行处理。
作者： Eric Fujiwara，Thiago D. Cabral，Cristiano M. B. Cordeiro
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

本文介绍了坎皮纳斯大学开发的一系列频率选择表面（FSS）设计方案，这些方案融合了机械工程学院光子材料与器件实验室以及"格列布·瓦塔金"物理研究所特种光纤与光子材料实验室的研究人员和学生的专业知识，用于测量液体样品的特性，包括折射率、浓度、粘度和蒸发速率。

研究成果

本文介绍了坎皮纳斯大学研究得出的光纤散斑图传感器汇编，用于评估液体的折射率、粘度等特性。这些变量的相关信息还可用于实现浓度、湿度和液位测量。散斑场时空特性对光纤周围介质极为敏感，使得FSS（光纤散斑图传感器）的性能与其他OFS（光纤传感器）相当。另一方面，FSS所需的询问装置比典型的光谱和干涉测量方法更简单。

研究不足

尽管灵敏度很高，但必须强调散斑图易受光纤弯曲、振动和温度波动等外部因素影响。实际应用中的光纤散斑传感系统(FSS)必须包含自动参考和热补偿方案，以在长期运行中重新建立校准。此外，通过实施额外的散斑图处理步骤，可以扩展传感器动态范围，从而克服相关度量指标的饱和问题。

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