[发明专利]温度参数及压力参数获取方法、装置、设备及存储介质

说明书

本申请公开了一种温度参数及压力参数获取方法、装置、设备及存储介质，其中装置包括获取单元，用于获取以不同波长的第一激光及第二激光同时对MDR球形微腔激励，并同时改变MDR球形微腔的第一测试温度和第一测试压力，而形成的第一激光及第二激光的温度谱线移动量及压力谱线移动量；计算单元，用于获得温度参数及压力参数。上述方案，在同时改变第一测试温度和第一测试压力的情况下，通过两不同波长激光的激励来获得两不同激光的温度谱线移动量及压力谱线移动量，并对温度谱线移动量及压力谱线移动量进行解耦，获得温度参数及压力参数，使得MDR球形微腔采用解耦后的参数进行温度、压力传感时，提高了MDR球形微腔传感的品质，保证了测量的准确性。

技术领域

本发明一般涉及光学传感技术领域，具体涉及一种温度参数及压力参数获取方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

光学回音壁模式是当输入的光信号耦合进入微腔，一定波长的光会在微腔内发生共振，例如，微腔为球形微腔，由于球形微腔的本征波长具有周期性，因此在吸收光谱曲线上就会出现周期性的吸收峰，这些吸收峰呈一定间隔均匀分布，这一间隔称为自由光谱范围(Free Spectral Range；简称FSR)。当球形微腔形变之后，吸收峰的位置会发生偏移，通过探测吸收谱线的变化与外场的关系可以进行物理参数的高灵敏度获取。

随着对球形微腔研究的深入，球形微腔的种类也逐渐增多，目前有这样一种形貌共振(Morphology Dependent Resonances，简称MDR)球形微腔，其包括弹性球芯，弹性球芯外包覆导光层，弹性球芯内设置有磁流液及磁性微粒，这种球形微腔可以实现温度、压力及磁场的传感，但是，其存在温度和压力耦合的效应，如何对温度参数及压力参数解耦是研究人员的主要研究方向。此外，由于MDR球形微腔的热学传感中，存在热光系数和热膨胀系数的双重耦合问题；力学传感中，存在应变杨氏模量与折射率压力系数的耦合效应等。通常会根据球形微腔的材料确定热光系数和热膨胀系数等基本特性参数，但是在弹性球芯内加入磁性微粒后，热光系数和热膨胀系数均会发生变化，如何准确的确定热光系数和热膨胀系数亦是本领域研究人员的主要研究方向之一。

发明内容

本发明期望提供一种温度参数及压力参数获取方法、装置、设备及存储介质，用于对MDR球形微腔的温度参数及压力参数进行解耦，提高一腔多参数传感的品质。

第一方面，本发明提供一种MDR球形微腔的温度参数及压力参数获取方法，

以不同波长的第一激光及第二激光同时对所述MDR球形微腔激励，并同时改变所述MDR球形微腔的第一测试温度和第一测试压力，以获得所述第一激光及所述第二激光的温度谱线移动量及压力谱线移动量，并根据以下关系式获得所述MDR球形微腔的温度参数及压力参数：

其中，Δλ₁为所述第一激光不区分温度、压力效应的谱线移动量，Δλ₂为所述第二激光不区分温度、压力效应的谱线移动量，ε为所述MDR球形微腔的热光系数，α为所述MDR球形微腔的热膨胀系数，γ为所述MDR球形微腔的折射率压力系数，G为所述MDR球形微腔的应变杨氏模量，R为所述MDR球形微腔的半径，λ₁为所述第一激光的波长，λ₂为所述第二激光的波长，n₁为所述MDR球形微腔对所述第一激光的折射率，n₂为所述MDR球形微腔对所述第二激光的折射率，Δλ_1T为所述第一激光的温度谱线移动量，Δλ_1P为所述第一激光的压力谱线移动量，Δλ_2T为所述第二激光的温度谱线移动量，Δλ_2P为所述第二激光的压力谱线移动量，ΔT为温度改变量，ΔP为压力改变量。

进一步地，根据以下方法获取所述热光系数、所述热膨胀系数、所述折射率压力系数及所述应变杨氏模量：