基于光纖多模干涉和倏逝場(chǎng)效應(yīng)的折射率傳感器研究.pdf

1、折射率傳感器在生物醫(yī)藥、化學(xué)化工以及國(guó)防軍事等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用，目前的化學(xué)分析類折射率傳感器往往存在著分析周期長(zhǎng)，依賴精密大型分析儀器等問題。光纖折射率傳感器由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便攜、響應(yīng)速度快、靈敏度較高、抗電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)在近些年得到了迅猛的發(fā)展。本文對(duì)設(shè)計(jì)的光纖傳感器的相關(guān)多模干涉理論和倏逝場(chǎng)效應(yīng)等機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對(duì)單模-多模-單模（SMS,singlemode-multimode-sigle mode)光纖傳感器結(jié)構(gòu)內(nèi)部傳輸光場(chǎng)

2、利用RSOFT軟件進(jìn)行仿真模擬，最后以基于多模干涉理論的單模-無芯-單模光纖結(jié)構(gòu)以及分段式倏逝場(chǎng)效應(yīng)光纖傳感器為研究對(duì)象，探討了其在折射率傳感領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。
　　本文主要工作敘述如下：
　　1.對(duì)設(shè)計(jì)的折射率光纖傳感器的相關(guān)多模干涉理論和倏逝場(chǎng)效應(yīng)等機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)介紹，通過理論推導(dǎo)得到了諧振波長(zhǎng)以及透射深度的表達(dá)式，為后續(xù)傳感器的應(yīng)用研究提供研究基礎(chǔ)。
　　2.采用BPM數(shù)值模擬方法，計(jì)算了單模-多模-單模光纖內(nèi)部光

3、場(chǎng)的傳輸情況。分析了不同入射光波長(zhǎng)下，輸出透射譜的變化規(guī)律。模擬了SMS結(jié)構(gòu)內(nèi)部傳輸光場(chǎng)分布，發(fā)現(xiàn)輸入光波長(zhǎng)的變化會(huì)影響到自映像周期的改變。
　　3.設(shè)計(jì)一種基于單模-多模-單模光纖結(jié)構(gòu)折射率液傳感器，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論結(jié)果相吻合。在SMS光纖結(jié)構(gòu)中，使用的多模光纖采用的是無芯光纖，避免了處理包層時(shí)的不確定性，傳感器靈敏度可以達(dá)到460 nm/RIU。
　　4.設(shè)計(jì)出一種分段式倏逝波光纖傳感器，搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)并對(duì)折射率進(jìn)行測(cè)量，結(jié)