仪器仪表学报

作者：贺达，王俊杰，朱亚凯，熊俊杰，刘腾

单位：贺达,光纤传感技术与网络国家工程研究中心武汉430070,,王俊杰,光纤传感技术与网络国家工程研究中心武汉430070,wangjj@whut.edu.cn,朱亚凯,光纤传感技术与网络国家工程研究中心武汉430070,,熊俊杰,光纤传感技术与网络国家工程研究中心武汉430070,,刘腾,光纤传感技术与网络国家工程研究中心武汉430070,

关键词：超快响应时间;光纤压力传感器;高频响动态响应;超微型压力探针

为解决传统机电式与压电压阻式传感器在爆炸冲击波等极端电磁环境下易受干扰、响应滞后及上升沿难以捕捉的问题，提出并制备了基于法布里-珀罗（F-P）干涉原理的全石英Fizeau腔光纤微型动态压力传感器，该传感器兼具高灵敏度、高频响与高空间分辨率特性。其传感单元由直径125μm的单模光纤、石英毛细玻璃管及无芯光纤熔接构成，通过限长研磨与40%HF化学腐蚀工艺，将无芯光纤压力敏感膜片厚度精确至2~3μm，实现近似理想双光束正弦干涉输出。为实现瞬态压力的高精度反演，采用三波长光源激励与任意确定性相位间隔的被动零差解调技术，实时提取冲击载荷下腔长变化引发的干涉相位偏移；结合三通道电压归一化与相位跳变补偿算法，有效抑制插入损耗差异与量化噪声对测量精度的影响。静态标定实验表明，传感器在量程范围内均处于弹性工作区，其中0~60MPa量程线性度达2.23%FS、重复性优于2%、回程误差<0.1%。激波管动态测试结果显示，当高速光电探测器谐振频率设置为20MHz、响应时间为8ns时，传感器系统动态响应时间<50ns，可准确重构冲击波压力—时间波形。该传感器兼具微尺度探测与高频响特性，适用于爆炸冲击及强激光诱导近场等离子体冲击等极端工况下的瞬态压力测试，并可在强电磁与高冲击条件下保持稳定输出，具有一定工程应用价值。

来源：2026年第2期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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