多芯少模光纖位移和曲率傳感器的研究.pdf

1、光纖傳感器憑借其抗電磁干擾、質(zhì)量輕、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的研究和應(yīng)用。當(dāng)前對于光纖傳感器的研究已取得了很大的進(jìn)展，且對其研究還在不斷地深入，新的傳感機(jī)理及傳感器不斷被提出。
　　多芯少模光纖是一種新型傳輸光纖，被用來滿足由于網(wǎng)絡(luò)用戶飛速增長帶來的超大帶寬需求。利用多芯少模光纖的光信號傳輸理論已成為光纖通信領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。該光纖具有傳輸容量大、單根光纖傳輸信道多、低的非線性、低的模式色散、幾個(gè)模式在光纖中同時(shí)傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，在光

2、通信領(lǐng)域備受關(guān)注。由于該光纖具有良好的模式傳輸性能，基于模式干涉原理利用該類型光纖可實(shí)現(xiàn)對外界物理量的探測。該類型光纖傳感器的研究有助于光纖傳感技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展。
　　本論文的主要目的是基于模式干涉原理利用多芯少模光纖設(shè)計(jì)兩種光纖傳感器，一種是光纖位移傳感器，另一種是光纖彎曲曲率傳感器。論文主要內(nèi)容如下：
　　建立了多芯少模光纖傳感器模型，分析了傳感器靈敏度的影響因素；并研究了多芯少模光纖傳輸模式激勵(lì)的方式。
　　基

3、于上述理論模型，設(shè)計(jì)了一種光纖位移傳感器。該傳感器由兩段單模光纖和一段多芯少模光纖構(gòu)成。分析了光纖參數(shù)和傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)對傳感器性能的影響，并測試該光纖傳感器的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)光纖軸向位移變化量為0-60μm時(shí)，該新型傳感器的檢測靈敏度為-61.17pm/μm，與理論計(jì)算結(jié)果之間的誤差小于3.9％。
　　利用該光纖多芯的特點(diǎn)，提出一種消除溫度干擾的彎曲曲率傳感器，并測試該傳感器性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該新型光纖傳感器在0-4.5m-1