基于弯曲辅助退火与温湿度补偿的双谷异质 LPFG 传感系统
光学
2026-05-12 v1 信号处理
摘要
光纤多参数传感从根本上受到交叉敏感性和多传感器集成复杂性的制约。在此，我们提出了一种由弯曲辅助退火实现的双谷异质长周期光纤光栅（LPFG）传感平台，该工艺引入了各向异性折射率重分布和模式相关耦合增强。这一过程带来了更高的灵敏度、改善的谷对比度以及双谐振谷之间相反的光谱响应，从而提供了内在的光谱异质性。为了克服温度交叉敏感性，开发了一种聚合物封装的级联 LPFG-FBG 架构，其中 LPFG 作为微弯敏感元件，FBG 作为参考通道。PDMS 封装增强了应力传递并抑制了界面滑移，从而提高了线性度和重复性。结果，弯曲灵敏度从 -3.44 提升至 -8.97 nm/cm，检测限从 0.017 改善至 0.006 cm。在此基础上，通过将双谷异质性与 LPFG-FBG 光谱正交性相结合，建立了一种多参数传感范式。借助 PAAm 功能化，该平台实现了温度、弯曲和湿度的同步解耦传感，展示了可扩展且通用的多参数能力。总体而言，这项工作为多参数光纤传感建立了一个极简而稳健的范式，为结构健康监测和恶劣环境中的高性能传感提供了可扩展的策略。
引用
@article{arxiv.2605.09758,
title = {A Dual-Dip Heterogeneous LPFG Sensing System via Annealing under Bending with Temperature and Humidity Compensation},
author = {Cuiying Huang and Riming Xu and Jialing Kang and Weihan Chen and Xingnan Chen and Yanbo Li and Jin Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.09758},
year = {2026}
}
备注
24 pages including SI