《计测技术》推荐｜航空工业计量所蔡静、陈颖聪：基于模式间距匹配的微腔宽谱温度测量方法

基于模式间距匹配的微腔宽谱温度测量方法

作者：陈颖聪¹，蔡静^1*，叶茜¹，常海涛¹，费凡²

作者单位：1. 中国航空工业集团北京长城计量测试技术研究所；2. 南京理工大学电子工程与光电技术学院

摘  要：针对传统微环谐振器测温方法依赖单一谐振峰跟踪，导致测量范围受自由光谱范围限制的问题，提出一种基于横电 / 横磁（Transverse Electric / Transverse Magnetic，TE / TM）模式间距匹配的微腔宽谱温度测量方法。构建由宽调谐激光器、氮化硅微环谐振器、法布里⁃珀罗干涉仪及水蒸气吸收参考单元组成的测温系统，采用相对波长标度校准与绝对波长锚定相结合的两级校准策略，提取谐振峰中心波长并建立模式间距标准库，实现温度反演。实验结果表明：在-10 ~ 40 ℃条件下，模式间距与温度呈良好线性关系，决定系数为0.998；测得横电单模温度灵敏度为18.356 pm / K，横磁单模温度灵敏度为17.283 pm / K；传统单谐振峰跟踪法的测温误差为± 0.05 K，而基于模式间距匹配的微腔宽谱温度测量方法的测温误差为± 0.035 K，在提高测量精度的同时拓宽了测量范围，且提升了系统的鲁棒性和响应效率，为微腔光子温度测量的工程应用提供了重要参考。

关键词：回音壁模式微腔；微环谐振器；模式间距匹配；宽调谐激光器；波长校准；光子温度；宽谱测量；温度传感

作者简介

陈颖聪，主要从事微腔温度测量相关研究。

蔡静，研究员，博士，2005年毕业于中国科学院电工研究所，研究方向为热学计量与测试。在航空发动机高超声速飞行器等领域高温温度、热流、热物性测试等方面积累了丰富的经验。

科研团队介绍

航空工业计量所 热学辐射测温团队

团队负责人：蔡静（研究员）

技术顾问：常海涛

主要成员：张学聪、董磊、杨鑫宇、温悦、高一凡、张洋、胡玮宸、钱宝健、晏云飞等

研究方向：高温表面温度、高温燃气温度、热流、材料热物性等计量测试，温度相关计量测试仪器研发。

研究成果：突破了多光谱表面温度测量技术、红外-紫外跨波段吸收光谱测温技术等技术，并在主机厂、所等开展了相关测试工作，形成了一系列技术规范和工程样机。

全文链接

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引用格式：陈颖聪，蔡静，叶茜，等. 基于模式间距匹配的微腔宽谱温度测量方法［J］. 计测技术，2026，46（2）：120-129.

Citation：CHEN Y C， CAI J， YE X， et al. Broadband temperature measurement method for microcavities based on mode spacing matching［J］. Metrology & Measurement Technology，2026，46（2）：120-129.

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供稿：陈颖聪

编辑：李成成

排版：马鹤伟

审核：刘宇轩

监制：韩   冰