基于保偏光纖能夠同時實現(xiàn)溫度和應(yīng)力測量的光纖及激光傳感器研究.pdf

1、隨著科技的不斷發(fā)展，光纖傳感器由于具有抗電磁干擾、抗腐蝕、靈敏度高、動態(tài)范圍大、體積小等一系列優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用到結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、石油溫度監(jiān)測、邊界安防、航空航天等領(lǐng)域中。模間干涉型光纖傳感器僅需單根光纖便可實現(xiàn)不同模式光間的干涉，作為一種特殊結(jié)構(gòu)的光纖傳感器被廣泛應(yīng)用于各種環(huán)境參數(shù)的測量中。
　　論文研究了一種基于保偏光纖模間干涉的光纖和激光傳感器，主要內(nèi)容如下:
　　(1)設(shè)計了一種基于保偏光纖溫度和應(yīng)力雙參數(shù)同時

2、測量的模間干涉?zhèn)鞲衅?。通過采用保偏光纖對軸及纖芯錯位熔接方法，激發(fā)出保偏光纖的包層模，包層模和芯模在光纖泡熔接點處耦合并發(fā)生干涉。偏振分束器和光開關(guān)的聯(lián)合使用，可方便的切換線偏振光的入射方向（快軸或慢軸），實現(xiàn)該傳感器對不同參數(shù)同點同時測量的功能。通過對傳感器溫度和應(yīng)力響應(yīng)特性的研究與分析，線偏振光在保偏光纖快慢軸方向上入射時，可得該傳感器對溫度和應(yīng)力的響應(yīng)靈敏度分別為-1.25pm/με、0.429pm/με、79pm/℃和20pm/

3、℃。在波長分辨率為0.01nm的情況下，該傳感器的溫度和應(yīng)力分辨率可達(dá)到0.285℃和10.0με。
　　(2)設(shè)計了一種基于保偏光纖濾波器溫度和應(yīng)力雙參數(shù)同時測量的光纖激光傳感器。通過保偏光纖對軸、纖芯錯位熔接和保偏光纖與單模光纖的纖芯錯位熔接方法制作了一個保偏光纖濾波器，并把其放入環(huán)形腔激光器內(nèi)，調(diào)節(jié)光開關(guān)，發(fā)現(xiàn)該激光器可激發(fā)出兩種不同波長的激光。通過對該激光器的溫度和應(yīng)力傳感特性進(jìn)行研究與分析，可得當(dāng)波長分辨率為0.01nm