熔嵌中空雙芯光纖傳感器及其溫度特性研究.pdf

1、熔嵌中空雙芯光纖是一種具有特殊幾何結(jié)構(gòu)的特種光纖，本文對(duì)該光纖的熱變形過(guò)程進(jìn)行了理論與實(shí)驗(yàn)研究，旨在利用該光纖制備出具有高靈敏度的光纖溫度傳感器。制備了基于此光纖的馬赫-曾德?tīng)柛缮鎯x和長(zhǎng)周期光纖光柵，并對(duì)其溫度特性進(jìn)行了理論與實(shí)驗(yàn)研究。具體研究工作如下：
　　建立了熔嵌中空雙芯光纖的有限元模型，對(duì)光纖熔融拉錐過(guò)程進(jìn)行了熱力學(xué)分析，并利用ANSYS對(duì)光纖熔融拉錐過(guò)程進(jìn)行了仿真，得到了光纖的應(yīng)力應(yīng)變特性，得到了不同拉伸速度下的光纖變形

2、曲線。
　　對(duì)光纖熱塌縮過(guò)程進(jìn)行了理論分析，并利用ANSYS對(duì)光纖熱塌縮過(guò)程進(jìn)行了仿真，得到了不同加熱參數(shù)下光纖的塌縮變形量，分析了加熱溫度與加熱時(shí)間對(duì)塌縮形變量的影響。
　　對(duì)熔嵌中空雙芯光纖的端面圖像進(jìn)行了圖像處理，測(cè)量出了光纖端面的幾何尺寸。制備了基于此光纖的馬赫-曾德?tīng)柛缮鎯x，討論了不同彎曲程度對(duì)干涉儀透射譜的影響。對(duì)干涉儀的溫度特性進(jìn)行了理論與實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明：隨著溫度的升高，干涉儀峰值波長(zhǎng)向短波方向移動(dòng)

3、，并且不同峰值波長(zhǎng)處的溫度靈敏度有所不同，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，靈敏度越高。
　　搭建了長(zhǎng)周期光纖光柵制作平臺(tái)，并利用熱塌縮法制備了不同參數(shù)的長(zhǎng)周期光纖光柵。討論了不同制作參數(shù)對(duì)光纖光柵透射譜的影響。最后對(duì)長(zhǎng)周期光纖光柵的溫度特性進(jìn)行了理論與實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：隨著溫度的升高，光柵諧振峰值波長(zhǎng)向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，并且升溫與降溫過(guò)程相符，光柵熱穩(wěn)定性良好，溫度靈敏為33 pm/℃。
　　綜上所述，我們利用熔嵌中空雙芯光纖制備的兩種光纖傳感