基于干涉原理和布拉格光柵的光纖傳感器研究.pdf

1、申請(qǐng)碩士學(xué)位論文基于干涉原理和布拉格光柵的光纖傳感器研究ResearchonopticalfibersensorsbasedonthetheoryofinterferenceandBragggrating王坤WangKun指導(dǎo)老師：俞本立教授2015年4月摘要摘要光纖傳感技術(shù)在當(dāng)今這個(gè)信息技術(shù)日新月異的時(shí)代，發(fā)揮著越來越重要的作用。但是，在光纖傳感器的實(shí)際應(yīng)用中，有許多難題亟待解決。其中，光纖傳感器對(duì)多參數(shù)的交叉敏感性問題一直是廣大科研

2、人員關(guān)注的重點(diǎn)，同時(shí)也是制約光纖傳感器進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。本論文提出并制作了兩種不同類型的光纖傳感器，并且實(shí)驗(yàn)測(cè)得了傳感器對(duì)于應(yīng)變和溫度的靈敏度。所制作的兩種傳感器從不同的角度有效解決了光纖傳感器對(duì)應(yīng)變和溫度交叉敏感這個(gè)難題。本文的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：第一章，介紹了光纖傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)、分類和發(fā)展趨勢(shì)。重點(diǎn)介紹了模問干涉型馬赫一曾德光纖傳感器和法布里珀羅光纖傳感器的特點(diǎn)和制作方法，以及光纖布拉格光柵傳感器的特點(diǎn)和應(yīng)用。闡述了光纖傳感

3、器對(duì)多參數(shù)交叉敏感的特性，以及解決多參數(shù)交叉敏感性的四種主要方案。概述了本論文的主要研究內(nèi)容和若干創(chuàng)新點(diǎn)。第二章，概述了光的相干理論和光的干涉現(xiàn)象產(chǎn)生的條件。論述了模間干涉馬赫一曾德光纖傳感器、法布里珀羅光纖傳感器和光纖布拉格光柵傳感器的基本傳感原理。這些分析為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)提供了理論的指導(dǎo)和依據(jù)。第三章，介紹了兩種對(duì)應(yīng)變不敏感的光纖溫度傳感器。其中一種使用單模光纖作為傳感器的敏感單元，而另一種使用的是光敏光纖。先說明了傳感器的制作過程，然

4、后測(cè)量了傳感器對(duì)應(yīng)變和溫度的響應(yīng)情況。使用單模光纖的傳感器，溫度靈敏度為4973pm／。C，而后者為10064pm／C，兩種傳感器的應(yīng)變靈敏度均低于1p州嵋。這兩種傳感器都可以作為應(yīng)變不敏感的光纖溫度傳感器。第四章，介紹了一種基于法布里一珀羅腔和光纖布拉格光柵級(jí)聯(lián)的雙參量光纖傳感器，對(duì)這種傳感器的制作流程和傳感機(jī)理做了分析。這種雙參量的光纖傳感器能夠同時(shí)感知光纖中的應(yīng)變和環(huán)境的溫度，結(jié)構(gòu)緊湊，成本低廉。實(shí)驗(yàn)測(cè)得FPI和FBG對(duì)于應(yīng)變的靈