基于多模干涉效應(yīng)的SMS型光纖結(jié)構(gòu)傳感技術(shù)研究.pdf

1、由于光纖傳感器其本身重量輕、體積小、插入損耗小、抗電磁干擾、耐腐蝕、高靈敏度等諸多非常適合實(shí)際應(yīng)用需求的優(yōu)良特性，使得其在例如國(guó)防軍事、商業(yè)應(yīng)用等諸多重大領(lǐng)域起到了非凡的功用?；诙嗄８缮嫘?yīng)和自成像原理是光纖傳感器常用的一種傳感機(jī)制?；趩文！嗄！獑文＃⊿ingle-mode-multimode-Single-mode：SMS）光纖結(jié)構(gòu)的傳感器由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈活而日漸成為科研工作者的研究的熱點(diǎn)。本文主要基于SMS光纖結(jié)構(gòu)的傳感理論

2、，設(shè)計(jì)出SMS型折射率傳感器和應(yīng)力傳感器。本文主要內(nèi)容包括：
　?。?）首先介紹了光纖傳感器的基本傳感原理和分類以及其在各領(lǐng)域的應(yīng)用成果，其次簡(jiǎn)要概述了多模干涉型傳感器的研究現(xiàn)狀，介紹了基于 SMS光纖結(jié)構(gòu)的傳感器一些成果。
　?。?）介紹了階躍多模光纖的模式理論、模式耦合理論和基于SMS光纖結(jié)構(gòu)的傳感機(jī)理。
　?。?）提出了一種基于單模-多模-單模（SMS）光纖結(jié)構(gòu)的折射率傳感方案。發(fā)現(xiàn)采用波谷檢測(cè)方法可以有效地提高

3、傳感靈敏度。研究發(fā)現(xiàn)多模光纖中模式數(shù)量對(duì)傳輸結(jié)果影響較大。當(dāng)改變單模光纖和多模光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)而保持其歸一化頻率不變，從而保證多模光纖中模式數(shù)量不變時(shí)，其總能獲得規(guī)則的傳輸曲線。增大光纖直徑可以有效提高傳感靈敏度。當(dāng)取多模光纖纖芯直徑為70μm時(shí)，最高靈敏度達(dá)到3.725×105nm/RIU，檢測(cè)極限7×10-7RIU。
　?。?）我們發(fā)現(xiàn)基于SMS光纖結(jié)構(gòu)的輸出光譜偏移對(duì)多模光纖的長(zhǎng)度變化較為敏感，因而當(dāng)多模光纖受到應(yīng)力作用而發(fā)生