長距離光纖折射率傳感技術(shù)研究.pdf

1、長距離的實時監(jiān)測在一些應(yīng)用領(lǐng)域中具有非常重要的作用，比如化工產(chǎn)業(yè)，海洋環(huán)境評估和管道安全監(jiān)測等領(lǐng)域。折射率參數(shù)作為物質(zhì)的內(nèi)在屬性，與物質(zhì)的化學(xué)、物理性質(zhì)之間有著非常密切的聯(lián)系。所以在一些的應(yīng)用領(lǐng)域中，對折射率進(jìn)行長距離的實時性檢測具有非常重要的實際意義。本論文主要研究內(nèi)容為長距離的折射率傳感技術(shù)，具體研究內(nèi)容如下：
　　1、基于光時域反射技術(shù)提出了一種反射型的長距離折射率傳感器。該傳感器通過測量光纖端面與樣品溶液之間的菲涅爾反射信

2、號，能夠輕易地獲得一定距離以外的折射率變化信息。該傳感器具有制作簡單、操作方便等優(yōu)點。實驗結(jié)果表明了該傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)的測量距離可達(dá)100.8km，在折射率范圍1.3486～1.4525，折射率的靈敏度范圍為38.71dB/RIU～304.89dB/RIU。實驗還通過人為的施加干擾驗證了該傳感器具有較好的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，在長距離的折射率傳感領(lǐng)域中具有較好的應(yīng)用前景。
　　2、提出并實現(xiàn)了一種基于菲涅爾反射的準(zhǔn)分布折射率傳感器。利用光

3、耦合器從光纖鏈路上分出的光纖末梢切平后被作為折射率傳感頭。在多個折射率傳感頭之間采用不同長度的延遲光纖，利用不同位置傳感處的菲涅爾反射信號回到測量端的時間差來實現(xiàn)距離可分辨的多點測量。我們通過實驗實現(xiàn)了測量距離為16公里雙點折射率傳感，并表明了該傳感器在折射率范圍1.3486～1.4525，其對應(yīng)的靈敏度范圍為38.785dB/RIU～305.430dB/RIU。實驗還通過增加傳感頭的數(shù)量進(jìn)一步驗證了該傳感器的多點復(fù)用能力。
　　

4、3、提出了一種基于反射型長周期光纖光柵（Long Period Fiber Grating，LPFG）的長距離雙參數(shù)傳感技術(shù)，該傳感技術(shù)通過連接LPFG和Sagnac干涉環(huán)實現(xiàn)了折射率與溫度的同時監(jiān)測。在一個傳統(tǒng)的LPFG末端連接一個Sagnac干涉環(huán)，是LPFG工作在反射模式，這種結(jié)構(gòu)更適合一些長距離傳感。因為LPFG與Sagnac具有不同的溫度和折射率靈敏度，所以可以通過監(jiān)測LPFG的諧振峰和Sagnac干涉峰的波長移動來同時獲得溫