集成式光纖Michelson-FP復(fù)合型干涉儀的理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、光纖傳感器因其高精度、抗電磁干擾、耐惡劣環(huán)境、體積小等優(yōu)點(diǎn)在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)等諸多領(lǐng)域得到快速發(fā)展和應(yīng)用。全光纖、集成化、多參量測(cè)量等是光纖傳感器技術(shù)發(fā)展的主要方向。文中對(duì)光纖傳感器集成化與多參量測(cè)量的研究現(xiàn)狀展開(kāi)敘述，以典型的集成式光纖傳感器結(jié)構(gòu)和多參量測(cè)量光纖傳感器結(jié)構(gòu)為例，分析各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　光纖Michelson干涉儀和光纖法布里-珀羅（Fabry-Perot，F(xiàn)-P）干涉儀是兩種分辨率高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)范圍大、應(yīng)用廣泛的干涉型

2、光纖傳感器件?；陔p芯光纖的集成式Michelson干涉儀對(duì)彎曲變化反應(yīng)靈敏，非本征型光纖 F-P干涉儀則可用于軸向應(yīng)變的傳感測(cè)量。本文提出的集成式光纖Michelson-FP復(fù)合型干涉儀，將上述兩種光纖干涉儀的結(jié)構(gòu)集成到一根光纖內(nèi)，使復(fù)合型光纖干涉儀可以進(jìn)行彎曲和軸向應(yīng)變的同時(shí)測(cè)量。
　　研究光纖Michelson干涉儀和光纖F-P干涉儀的工作原理，結(jié)合雙光束干涉理論，推導(dǎo)集成式光纖Michelson-FP復(fù)合型干涉儀的干涉公式

3、。文中介紹兩種光纖干涉儀的一般結(jié)構(gòu)和基本原理。通過(guò)對(duì)參與復(fù)合干涉的光束采取雙光束干涉組合的方法，推導(dǎo)和研究復(fù)合型光纖干涉儀的干涉公式，從復(fù)合干涉中選取分別對(duì)彎曲和軸向應(yīng)變敏感的分量。
　　提出并制作集成式光纖Michelson-FP復(fù)合型干涉儀結(jié)構(gòu)。制作基于雙芯光纖的集成式Michelson干涉儀，并通過(guò)在光纖Michelson干涉儀后依次熔接毛細(xì)管光纖和單模光纖，構(gòu)成非本征型F-P腔結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)兩種光纖干涉儀結(jié)構(gòu)的復(fù)合。對(duì)復(fù)合干涉

4、光譜進(jìn)行仿真，分析光譜的空間頻率成分。采用FFT變換得到復(fù)合干涉的空間頻譜，依據(jù)雙光束干涉中空間頻率和光程差的關(guān)系，從空間頻譜中辨別出所選兩敏感分量的空間頻率峰，對(duì)復(fù)合干涉的其他分量進(jìn)行濾波等處理，得到兩分量的干涉條紋信息。
　　實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證集成式光纖Michelson-FP復(fù)合型干涉儀雙參量同時(shí)測(cè)量的傳感特性。進(jìn)行了復(fù)合型光纖干涉儀的彎曲傳感特性測(cè)量實(shí)驗(yàn)、應(yīng)變傳感特性測(cè)量實(shí)驗(yàn)和溫度傳感特性測(cè)量實(shí)驗(yàn)。在對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理的過(guò)程中，