基于雙法布里-珀羅結(jié)構(gòu)的光纖傳感探頭研究.pdf

1、近幾十年來(lái)，光纖傳感器由于其小型化、高精度和易集成等優(yōu)勢(shì)受到越來(lái)越多的關(guān)注。尤其是在光纖端面上采用微加工技術(shù)制備的光纖法布里-珀羅干涉（Fabry-Perot interference，簡(jiǎn)稱FPI）結(jié)構(gòu)在溫度和折射率傳感領(lǐng)域得到了廣泛的研究。由于光纖法布里珀羅干涉儀具有小巧、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、分辨率高、抗磁干擾能力強(qiáng)、可遠(yuǎn)程監(jiān)控和高靈敏度等優(yōu)點(diǎn)，可用于溫度、濕度、拉力、彎曲等外界環(huán)境參量的測(cè)量，所以本文提出利用SU-8膠和PDMS膠等高分子聚合

2、物材料制備光纖法布里珀羅干涉結(jié)構(gòu)的傳感器應(yīng)用于溫度、濕度和折射率傳感。具體內(nèi)容如下：
　　提出并制備了一種光纖端面上的雙法布里-珀羅腔的反射式干涉結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于溫度和折射率傳感。這種雙法布里-珀羅干涉?zhèn)鞲薪Y(jié)構(gòu)采用在光纖端面依次蘸取SU-8膠和PDMS膠并高溫固化的制備方法。理論上分析了這種雙法布里-珀羅腔結(jié)構(gòu)的溫度和折射率的傳感特性，并在實(shí)驗(yàn)上測(cè)量其溫度靈敏度和折射率靈敏度，結(jié)果顯示該雙法布里-珀羅結(jié)構(gòu)有良好的線性響應(yīng)，其溫度靈敏度

3、是689.68pm/oC（基于波長(zhǎng)移動(dòng)測(cè)量，溫度測(cè)量范圍20oC~75oC），折射率靈敏度是-147.04dB/RIU（基于波峰能量的變化測(cè)量，折射率測(cè)量范圍1.335~1.355）。這種微型化、高靈敏度的雙法布里-珀羅探頭對(duì)溫度和折射率同時(shí)傳感時(shí)，具有極低的交叉靈敏度。在此結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，將一層聚酯乙烯醇（簡(jiǎn)稱PVA）的親水材料涂在PDMS表面上可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境濕度監(jiān)測(cè)。
　　提出并制備了內(nèi)腔封裝液體的法布里-珀羅干涉結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于高靈

4、敏度的溫度和角度傳感。一種是封甘油溶液的雙法布里-珀羅腔干涉的溫度傳感器，另一種是甘油包裹“柱狀”的單法布里-珀羅腔的溫度傳感器。通過(guò)在單模光纖端面熔接一段空芯光纖管，將甘油灌入空芯光纖中，再用PDMS膠封住制備而成。它們的靈敏度響應(yīng)在實(shí)驗(yàn)上都表現(xiàn)出了良好的線性關(guān)系。第一種樣品是柱狀法布里-珀羅腔結(jié)構(gòu)探頭在實(shí)驗(yàn)上測(cè)得的靈敏度是2.993nm/oC，其線性度為99.131％。為提高傳感靈敏度，我們提出了第二種雙法布里-珀羅封甘油溶液探頭，