为了提高浓度和温度测量的灵敏度和稳定性, 采用时域分析法监测光纤系统中的光损耗, 研制了基于光纤环形腔衰荡光谱的传感系统。基于该系统对浓度和温度进行传感测量实验, 分析了错位传感结构的参量选择, 并研究了空载时腔内信号放大对脉冲强度和脉冲数量的影响。结果表明, 当干涉长度L和错位量D分别为4cm和3.75μm时, 干涉效果最优; 脉冲强度是无腔内放大时的4倍且脉冲数量更多; 当蔗糖和葡萄糖溶液浓度为0.100g/mL~0.400g/mL时, 浓度灵敏度为756.51μs/(g/mL)和909.07μs/(g/mL), 检测限为0.0014g/mL; 当温度为30℃~200℃时, 温度灵敏度为1.83μs/℃。该系统的设计和研究为浓度和温度的传感应用提供了有价值的指导。

提出了一种基于腔内带有低增益低噪声掺铒光纤放大器的光纤环形腔衰荡光谱技术测量湿度的方法, 并进行了实验证明.比较分析了光纤环形腔中有无掺铒光纤放大器对衰荡脉冲数量的影响.在掺铒光纤放大器中使用长度为2 m的低增益和低噪声掺铒光纤来减少波形失真并补偿腔内噪声衰减.利用光纤环腔衰荡光谱技术对空气相对湿度进行测量, 记录分析环形腔中光脉冲的衰减时间τ得到相对湿度的变化.结果表明: 相对湿度和衰减时间τ在相对湿度30%~100%的范围内满足良好的线性关系, 并且光纤环腔衰荡系统的灵敏度和线性拟合度分别为3.826 79 μs/RH和0.994 77.采用腔内带有低增益低噪声掺铒光纤放大器的光纤腔衰荡技术在工业检测、环境检测以及医学诊断等领域进行湿度测量将具有良好的应用前景.