基于微加工與微結(jié)構(gòu)的光纖傳感器的研究.pdf

1、光纖傳感器自上世紀(jì)八十年代開始發(fā)展，其不同的結(jié)構(gòu)與加工可達(dá)到不同的傳感目的，現(xiàn)已成為傳感領(lǐng)域熱門的研究方向。其中，膜片式光纖法布里-珀羅（Fabry-Perot，F(xiàn)-P）傳感器可以獲得較高的靈敏度，成為最常用的干涉型光纖壓力傳感器之一，它具有損耗低、抗干擾、靈敏度高、線性度好、測(cè)量精度高、動(dòng)態(tài)范圍大等優(yōu)良特性?；谌S周期性結(jié)構(gòu)的折射率傳感器提供了高效率、高重復(fù)性的光與光子晶體相互作用的平臺(tái)，只要提取部分反射信號(hào)即可分析光與光子晶體的相

2、互作用，這種檢測(cè)方式大大提高了系統(tǒng)對(duì)微弱信號(hào)的檢測(cè)能力，同時(shí)也可以明顯減少探測(cè)噪聲。
　　本文設(shè)計(jì)并制作了膜片式光纖F-P壓力傳感器。膜片材料的選取對(duì)傳感器性能有重要影響，為得到更高的靈敏度，本文選用波紋膜作為傳感器的敏感元件，并通過仿真軟件對(duì)其進(jìn)行了力學(xué)仿真以及結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化。直接結(jié)合商用的光纖跳線和法蘭盤制作的傳感器解決了光纖對(duì)準(zhǔn)問題，提高了信號(hào)解調(diào)的精度。介紹了實(shí)驗(yàn)搭建的傳感器壓力和溫度的測(cè)試系統(tǒng)以及測(cè)試過程，實(shí)驗(yàn)表明該微壓

3、傳感器具有良好的線性度、遲滯性和重復(fù)性且靈敏度高，在0～0.1MPa范圍內(nèi)，靈敏度為518.02μm/MPa。傳感器F-P腔長(zhǎng)隨溫度的變化近似呈線性關(guān)系，有利于通過溫度補(bǔ)償來提高傳感器精度。本傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，取材便捷，成本低廉，適用于批量生產(chǎn)。
　　研究了采用溶膠凝膠協(xié)同自組裝法制備三維周期性結(jié)構(gòu)的整套方法流程和工藝參數(shù)，結(jié)合端面鍍銀膜的45°多模光纖搭建獨(dú)特的光路并觀測(cè)其反射光譜，提出該結(jié)構(gòu)在折射率傳感領(lǐng)域的應(yīng)用原理及前景。該結(jié)