基于光纤微腔的光纤传感器研究

【摘要】近年来,光纤传感由于其体积小、质量轻、损耗低、耐腐蚀、耐高温、灵敏度高、抗电磁干扰等一系列独特优势,在建筑物结构的健康监测、内燃机温度监控、地震预警等很多方面得到了应用,人们的研究重点集中在新型的传感器结构、传感器灵敏度提升、多参数同时测量、消除交叉敏感等方面。本论文提出了两种基于光纤微腔的光纤传感器,传感器的性能较之以前报的同类型传感器有较大提升。本文的主要内容包括以下几个方面：第一章介绍了光纤传感器的分类、研究现状和研究意义,对基于光纤微腔的光纤传感器及其主要的制作方法做了初步的介绍,概述了本论文的主要内容和创新点。第二章概述了光的相干理论,研究了法布里-珀罗光纤传感器、马赫曾德尔模间干涉光纤传感器的基本原理,对双光束干涉理论、光纤模式理论进行了分析,为后续的实验提供理论支持。第三章介绍了气泡膨胀式微腔(BE-FP)的制作方法,理论上分析了该传感器的传感原理,研究了不同尺寸微腔对传感器应变灵敏度的影响,分析了BE-FP比传统的同类型微腔传感器拥有更高应变灵敏度的原因,实验结果与理论和软件模拟的结果一致。第四章介绍了一种基于光纤微腔的马赫曾德尔模间干涉(MZMI)光纤传感器,研究了MZMI长度、错位量大小对干涉光谱的影响,对MZMI的温度和应变特性进行了实验研究,实验表明MZMI在高温段有很高的温度灵敏度(0.166nm/℃),其应变灵敏度接近光纤布拉格光栅(FBG)。
【作者】张昭；
【导师】曹志刚；俞本立；
【作者基本信息】安徽大学，光学，2014，硕士
【关键词】光纤传感器；法布里-珀罗干涉仪；马赫曾德尔模间干涉仪；微腔；错位熔接；

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