基于拉錐技術(shù)的光纖傳感器及其在乳產(chǎn)品濃度檢測(cè)中的應(yīng)用.pdf

1、20世紀(jì)六、七十年代，低損耗的光纖問(wèn)世，孕育了一門(mén)嶄新的技術(shù)——光纖傳感技術(shù)。光纖傳感原理是:當(dāng)一束光在光纖中傳播時(shí)，外界的環(huán)境變化（如溫度、折射率、應(yīng)力應(yīng)變等等）很容易影響到光纖內(nèi)部傳輸光的特征參量（如強(qiáng)度、相位、偏正態(tài)等等）。所以，通過(guò)解調(diào)這些特征參量，就可以探測(cè)到光纖所處環(huán)境物理量的變化信息。并且光纖以其材料的特殊性（主要成分二氧化硅），相比于傳統(tǒng)的電學(xué)量的傳感器有著無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。可工作在高溫高壓、強(qiáng)酸強(qiáng)堿等惡劣的條件下，同時(shí)又

2、具有很高的靈敏度。隨著光纖傳感技術(shù)的不斷成熟，各種類(lèi)型的光纖傳感器被人們?cè)O(shè)計(jì)出來(lái)。其中，M-Z干涉型光纖傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方法簡(jiǎn)便，有批量化生產(chǎn)的潛質(zhì)，逐漸成為的眾多學(xué)者研究的重點(diǎn)。
　　制作光纖傳感器的一種技術(shù)就是拉錐技術(shù)。拉錐技術(shù)一種重要的光纖后處理技術(shù)，廣泛的用于制作耦合器、波分復(fù)用器等光纖器件。利用拉錐技術(shù)，可以在光纖上加工特定參數(shù)的錐區(qū)，并構(gòu)成M-Z結(jié)構(gòu)。再通過(guò)一些后續(xù)的封裝處理，就能得到一個(gè)結(jié)構(gòu)小巧，高靈敏度光纖傳感

3、器。
　　目前，在乳制品的工業(yè)生產(chǎn)中，其濃度很大程度上影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。乳產(chǎn)品的成分復(fù)雜，但其濃度主要受到含水量的影響，而其折射率又與其含水量在一定范圍內(nèi)有近似線(xiàn)性關(guān)系。因此，可以通過(guò)檢測(cè)乳產(chǎn)品折射率來(lái)判定其濃度。但是，乳產(chǎn)品屬于半透明或不透明的液體，傳統(tǒng)折射率測(cè)量?jī)x—阿貝折射計(jì)只能檢測(cè)透明液體折射率。而本論文提出的光纖傳感器可以很好的解決這個(gè)問(wèn)題。
　　本論文的題目:基于拉錐技術(shù)的光纖傳感器及其在乳產(chǎn)品濃度檢測(cè)中的應(yīng)用，主

4、要內(nèi)容就是利用拉錐技術(shù)加工出M-Z結(jié)構(gòu)的光纖傳感器，并利用它檢測(cè)乳制品的濃度。本論文以實(shí)驗(yàn)為主，理論分析作為輔助，重點(diǎn)是如何制作一種高靈敏度的光纖傳感器。
　　本論文的創(chuàng)新點(diǎn)在于:
　　(1)在錐形光纖傳感器的錐區(qū)引入彎曲，通過(guò)理論分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，靈敏度比較同類(lèi)的光纖傳感器提高的一個(gè)數(shù)量級(jí)以上，最高達(dá)到了138.46nm/RI。并且，我們還測(cè)量了傳感器的溫度敏感性，為0.02nm/℃，由于乳制品的濃度檢測(cè)時(shí)，溫度變化范圍不大