基于傾斜光纖光柵的傳感器研究.pdf

1、傾斜光纖光柵(tilted fiber Bragg grating,以下簡(jiǎn)稱(chēng)TFBG)作為近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種特殊的光纖布拉格光柵(fiber Bragg grating,以下簡(jiǎn)稱(chēng)FBG),不僅保留了普通FBG的傳感特性,還具有長(zhǎng)周期光纖光柵能激發(fā)包層模的傳感特點(diǎn),被廣泛用于折射率、曲率、和濕度等物理量的傳感測(cè)量。本文重點(diǎn)研究了六種基于TFBG的傳感器,其主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　1、介紹TFBG傳感器的研究狀況,分析TFBG的傳感

2、原理,闡述幾種常見(jiàn)的TFBG刻寫(xiě)技術(shù)以及本實(shí)驗(yàn)室的刻寫(xiě)系統(tǒng)。
　　2、提出三種基于TFBG的反射式強(qiáng)度解調(diào)型折射率傳感器。提出利用寬反射譜帶寬FBG重疊刻寫(xiě)在TFBG末端反射TFBG對(duì)外界折射率敏感的小部分包層模,通過(guò)檢測(cè)FBG反射光強(qiáng)的變化實(shí)現(xiàn)對(duì)外界折射率的測(cè)量。在此基礎(chǔ)上,利用啁啾光纖光柵級(jí)聯(lián)在 TFBG后端對(duì)折射率計(jì)進(jìn)行了改進(jìn),拓寬了包層模反射范圍,增加了折射率計(jì)的測(cè)量范圍。另外,提出在 TFBG前端利用束腰放大的光纖熔接技

3、術(shù)將 TFBG激發(fā)的反向傳輸包層模耦合入光纖纖芯中傳輸?shù)膫鞲衅鹘Y(jié)構(gòu),通過(guò)檢測(cè)反射光強(qiáng)的大小實(shí)現(xiàn)了對(duì)外界折射率的測(cè)量。
　　3、提出一種基于TFBG和束腰熔接技術(shù)的液位傳感器。隨著液面升高, TFBG包層模強(qiáng)度被調(diào)制程度增大,通過(guò)解調(diào)反射光強(qiáng)實(shí)現(xiàn)了3~30mm范圍液位高度的測(cè)量。
　　4、提出兩種基于TFBG和磁流體的磁場(chǎng)強(qiáng)度傳感器。外加磁場(chǎng)通過(guò)TFBG外包裹的磁流體對(duì) TFBG包層模進(jìn)行調(diào)制,使其諧振峰消光比和強(qiáng)度隨著外加磁