摘要：为了改善微纳耦合光纤传感器声发射模态识别的能力，立足于模态声发射理论，实验研究了微纳耦合光纤有效传感区结构、长度以及对称性对传感器模态识别能力的影响，分析了优化后传感器模态识别能力的定向性。实验结果表明，当有效传感区结构为包括分离区、锥区和腰区的“x”型结构时，传感器不能识别S0模态，且识别的A0模态完整性差；当有效传感区结构为包括腰区和全部锥区的“---”型结构时，传感器能够识别出S0模态，并完整地识别氐模态；当有效传感区对称时，所测信号模态完整性好；而当有效传感区不对称时，所测信号完整性较差；“X”型结构时，分离区会衰减声波的部分能量，传感器灵敏度随着有效传感区长度的减小而增大；“---”型结构时，由于锥区起到应变放大作用，传感器灵敏度会随着锥区长度的减小而降低；传感器的模态识别能力随着检测角度的减小而减弱，其有效检测角度范围为45°-135°。该研究对本传感器应用于模态声发射具有指导意义。

关键词：微纳耦合光纤 模态声发射 模态识别 传感性能优化 

单位：西安交通大学电气学院; 西安710049