短腔干涉式光纤微压传感器解调方法研究∗

张 鹏葛益娴顾钦顺沈令闻

(1.南京信息工程大学电子与信息工程学院，江苏 南京 210044；2.南京信息工程大学，江苏省大气环境与装备技术协同创新中心，江苏 南京 210044)

光纤法珀压力传感器具有体积小、抗干扰能力强、可适应恶劣环境以及耐腐蚀等优点，在航天航空、军事、电子信息等领域有广泛的应用[1－4]。石墨烯作为压力敏感薄膜，单层石墨烯薄膜厚度仅为0.335 nm，是目前已知强度最高的材料，其弹性模量可接近1 TPa，与传统的硅材料相比，其具有灵敏度高以及抗过载能力强的优点[5－7]。对于光纤法珀干涉式传感系统，信号解调精度直接影响结果的准确性。按照调制解调方法可以分为强度解调和相位解调，其中相位解调中波长解调法是利用光谱的特性进行解调的方法，输出的干涉条纹与谱峰的光强相位之间有一定的关系。当腔长发生变化时，谱峰的波长位置相应发生偏移，通过跟踪光谱图中谱峰波长的位置解调出腔长的大小[8－9]。因此寻找谱峰位置的准确性影响解调系统的精度，而在实际测量过程中，存在着各种光学噪声，这些噪声影响检测谱峰波长位置的准确性，对光谱进行预处理的环节必不可少。

本文针对短腔长干涉式光纤微压传感系统解调方法进行了研究，利用化学腐蚀法[10]和石墨烯薄膜转移制备传感器，并且通过FDTD Solutions光学仿真软件对传感器信号进行仿真模拟，搭建传感器测试系统并进行测试。采用Savitzky-Golay法对光谱进行平滑滤波，对滤波后的光谱图进行局部高斯拟合与洛伦兹拟合方法寻找波谷的波长值，拟合值与光谱分析仪解调计算得到的值为标定值，并进行分析比较。……