四芯光纤布拉格光栅横向力的传感特性

基于耦合模和材料力学理论,研究了四芯光纤布拉格(Bragg)光栅(FBG)的横向力传感特性与横向力大小、方向及光纤包层外径之间的关系。在横向力作用下,4个纤芯的布拉格光栅的反射谱分裂成两个波峰,谐振波长及两峰间隔均与横向力大小成正比,却随着横向力加载角度的增大而减小;处于两个相垂直的径向上的光纤光栅的波峰分裂比值与横向力大小无关,只与横向力加载方向有关。在保证光纤归一化频率不变的前提下,谐振波长与波峰分裂均随光纤外径的减小而增加,但增加的程度会随横向力加载角度而变化。