基于腰錐放大光纖傳感器的研究.pdf

1、本文主要研究了基于腰錐放大熔接技術(shù)的光纖傳感器及其在應(yīng)變、濕度等物理量測(cè)量上的應(yīng)用?；谘F放大的光纖傳感器,不僅具有普通光纖傳感器的抗電磁干擾、耐腐蝕、體積小等優(yōu)點(diǎn),而且其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低廉,易于加工。本文對(duì)基于腰錐放大光纖傳感器所涉及的相關(guān)原理進(jìn)行了介紹,并將腰錐放大熔接技術(shù)和SMS結(jié)構(gòu)相結(jié)合設(shè)計(jì)一種新型的光纖傳感器,最后以基于腰錐放大光纖結(jié)構(gòu)應(yīng)變傳感器、濕度傳感器、折射率傳感器為例,探討了基于腰錐放大光纖傳感器在各傳感領(lǐng)域的應(yīng)用。

2、
　　本文的主要工作內(nèi)容如下:
　　1、首先對(duì)馬赫-澤德干涉原理進(jìn)行了分析,為后續(xù)光纖傳感器的設(shè)計(jì)研究提供了重要的理論依據(jù)。然后介紹了馬赫-澤德干涉型光纖傳感器的兩種主要解調(diào)方法:波長(zhǎng)解調(diào)法和強(qiáng)度解調(diào)法。
　　2、運(yùn)用 BMP數(shù)值模擬方法,對(duì)腰錐放大光纖結(jié)構(gòu)激發(fā)的包層模進(jìn)行了模擬分析,并分析了在不同腰錐直徑大小和腰錐長(zhǎng)度條件下,腰錐放大結(jié)構(gòu)激發(fā)包層模的情況。然后介紹了基于腰錐放大的馬赫-澤德干涉型光纖應(yīng)變和濕度傳感器,

3、在0~3870?ε應(yīng)變測(cè)量范圍內(nèi)該傳感器的應(yīng)變靈敏度為0.00215dBm/?ε,在40％~90%RH濕度測(cè)量范圍內(nèi)該傳感器的濕度的靈敏度為0.0983nm/%RH。
　　3、對(duì) SMS結(jié)構(gòu)的原理進(jìn)行分析,并結(jié)合馬赫-澤德干涉理論,為基于腰錐放大SMS結(jié)構(gòu)光纖傳感器的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。將腰錐放大 SMS結(jié)構(gòu)的光纖傳感器與 SMS結(jié)構(gòu)的光纖傳感器進(jìn)行對(duì)比,突出腰錐放大的優(yōu)點(diǎn)?；谘F放大熔接技術(shù)的 SMS結(jié)構(gòu)在測(cè)量折射率和濕度物理量

4、時(shí)不僅不需要用氫氟酸腐蝕多模光纖,而且傳感器中的干涉模式要比 SMS結(jié)構(gòu)中的多。
　　4、提出并研究了一種基于腰錐放大單模-多模-單模(SMS)結(jié)構(gòu)的光纖折射率和濕度傳感器。在兩根單模光纖之間,腰錐放大熔接一段多模光纖,制成一種新型的光纖傳感器。當(dāng)外界折射率發(fā)生變化時(shí),透射的干涉光譜發(fā)生漂移,利用波長(zhǎng)解調(diào)的方法,可以得到外界的折射率或濕度參數(shù)信息。該傳感器在1.3725~1.462折射率范圍內(nèi)的折射率靈敏度為152.237nm/R