第３６卷第２期大学物理实验Ｖｏｌ．３６Ｎｏ．２２０２３年４月ＰＨＹＳＩＣＡＬＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＯＦＣＯＬＬＥＧＥＡｐｒ．２０２３收稿日期：２０２２⁃１２⁃１２基金项目：教育部产学协同育人项目（２２０６００５３２２２２９３３）；中国石油大学（北京）校级重点教学改革１１５８工程项目∗通讯联系人文章编号：１００７⁃２９３４（２０２３）０２⁃００１０⁃０５基于级联长周期光纤光栅的透明液体浓度测量杨振清１，蔡苗菀２，刘亚２，辛宇浩１，杨韧２，王紫月２，陈少华１∗（１．中国石油大学（北京）理学院，北京１０２２４９；２．中国石油大学（北京）机械学院，北京１０２２４９）摘要：利用级联长周期光纤光栅进行透明液体浓度测量。将光栅充分浸没在液体槽中，通过向液体槽内注入不同浓度的溶液研究液体浓度对级联光纤光栅谐振波的影响。结果表明谐振波偏移量与溶液浓度之间存在线性关系。因此，通过谐振波偏移量，能够计算液体未知浓度。从而实现了液体浓度的测量。该实验操作简单，测量方便，适合在近代物理实验教学中推广应用。关键词：级联长周期光纤光栅；透明液体浓度测量；光谱仪；折射率中图分类号：Ｏ４３５．１文献标志码：ＡＤＯＩ：１０．１４１３９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ２２⁃１２２８．２０２３．０２．００３《大学物理实验》投稿网址：ｈｔｔｐ：／／ｄａｗｕｓｈｉｙａｎ．ｊｌｉｃｔ．ｅｄｕ．ｃｎ透明液体浓度测量在应用医疗领域、ＰＨ值测量、不同阻抗测量等都有广泛的应用。折射率是反映透明介质材料光学性质的一个重要参数，是与液体浓度密切相关的一个特性参量，可以直接反映物质的品质，也可以得到溶液中溶质的含量［１］。根据光与物质相互作用，溶液浓度与折射率关系由于含有未知常数，并不能给出具体值［２］。利用干涉实验方法是测量折射率的有效途径。长周期光栅（ＬＰＦＧ）是一种光纤折射率受到轴向周期性调制而形成的传输型光无源器件，其耦合特性受外界条件影响，其谐振波长随外界物理参数发生变化，除了对应力、应变和弯曲等参数敏感外，对折射率变化也有一定的响应，只是灵敏度较低。而且大多数本科实验中使用的光纤光栅传感实验仪，由于波长解调结构设计不合理，易导致仪器坏损、调节困难，不易获得正确的测量数据［３］。针对上述问题提出了一种基于级联长周期光纤光栅测量液体浓度的方法。１实验原理与方案１．１光谱仪介绍以光电倍增管等光探测器测量谱线不同波长位置强度的装置...
