光纖CRDS技術及LPFG濕度傳感研究.pdf

1、本文介紹了光腔衰蕩光譜技術產(chǎn)生的背景，特點、系統(tǒng)結構和應用發(fā)展情況；概述了在此基礎上發(fā)展起來的光纖腔衰蕩技術及其優(yōu)越性，綜述了其在痕量氣體、液體檢測、光纖傳感和毛細管電泳等分離技術中的應用。本文的主要研究工作及研究成果如下：
　　 基于朗伯-比爾吸收定律和光腔衰蕩光譜技術原理，推導了光腔衰蕩光譜技術測量的基本關系式；從結構設計的角度將光纖型衰蕩腔歸納為光纖環(huán)形衰蕩腔、纖端涂覆衰蕩腔和光纖光柵衰蕩腔三種基本類型；從構成和應用方面分

2、別對這三種基本結構進行了分析，指出了各自的優(yōu)缺點并分析了光纖衰蕩腔的損耗機理，探討了如何減小腔內損耗的途徑。
　　 合作設計出980nm光纖環(huán)衰蕩系統(tǒng)，用氫氟酸腐蝕環(huán)內光纖的方法形成光纖雙錐，以此作為傳感單元檢測二甲基亞砜溶液的折射率。闡述了倏逝場的產(chǎn)生機理，分析了光纖雙錐所泄漏的倏逝場及光纖雙錐的傳輸特性，并借助計算機軟件對傳輸特性進行了模擬計算。
　　 采用高頻CO2激光脈沖法分別在980nm和1550nm單模光纖上

3、寫制出長周期光纖光柵，并將其置于不同折射率的液體中，定量測量了外界環(huán)境折射率對長周期光纖光柵頻譜的影響，實驗結果與理論預期相符。
　　 設計并實現(xiàn)了一種長周期光纖光柵濕度傳感方法，即用有機高分子聚合物聚乙烯醇樹脂(PVA)在長周期光纖光柵上涂覆一層濕敏薄膜，利用其吸水后導致薄膜折射率改變引起長周期光纖光柵頻譜變化特性，對環(huán)境濕度進行了測量。用耦合模理論分析了長周期光纖光柵的模式耦合和折射率傳感特性，對比分析折射率和濕度傳感的實驗