DBR光纖激光器柔性封裝的傳感特性分析.pdf

1、隨著人們對傳感技術集成化、小型化、網(wǎng)絡化等發(fā)展方向的要求，光纖傳感技術以其體積小、重量輕、抗電磁干擾、復用能力強、長期穩(wěn)定性好等優(yōu)點而得到了廣泛的關注。光纖激光器作為一種先進的光有源器件，不僅具有傳統(tǒng)無源光纖器件的特性，還具有線寬窄、信噪比高以及可以實現(xiàn)高靈敏度傳感的特點。但是由于光纖激光器本身纖細易斷、存活率低，從而限制了其在實際中的應用。柔性封裝作為目前一種比較常見的封裝技術，不僅具有保護和敏化的作用，同時還可以適用于生物機體，曲面

2、結構等特殊環(huán)境中。基于以上背景，本文提出了用聚合物柔性封裝DBR光纖激光器，并從建模仿真和實驗兩個方面研究了其封裝后的傳感特性。
　　本文首先系統(tǒng)回顧了光纖激光器和光纖封裝技術的發(fā)展歷程及研究現(xiàn)狀，接著詳細介紹了光纖光柵傳感技術，DBR光纖激光器的結構，寫制方法，以及對外界物理量的檢測原理，然后總結了目前常用的光纖封裝技術，以及幾種已經實現(xiàn)的聚合物封裝光纖光柵傳感器。最后分別從仿真和實驗兩個角度分析了聚合物封裝對光纖激光器傳感特性

3、的影響。在建模仿真方面，結合封裝DBR光纖激光器對水聲信號傳感的理論背景，利用COMSOL Multiphysics建立了聲-固耦合模型，得到了其相對于裸纖的靈敏度增益，大約為110dB左右，并且具有諧振現(xiàn)象，同時還分析了封裝半徑，封裝形狀以及阻尼因子對靈敏度的影響。在實驗方面，我們用環(huán)氧樹脂封裝了DBR光纖激光器，并用偏振外差法研究了封裝前后其對超聲及溫度的傳感特性。實驗結果表明，對于超聲檢測，可以使DBR光纖激光器輸出頻譜中的邊帶幅