新型長尾式光纖環(huán)鏡傳感技術研究.pdf

1、干涉型光纖傳感器可檢測出相當于光波波長數(shù)量級的距離變化，與其他傳感方法相比，靈敏度更高。光纖環(huán)鏡作為干涉型傳感器的一種，由于結構簡單、調(diào)諧方式靈活，近幾年來得到了廣泛研究和關注。然而，目前所研究的各種光纖環(huán)鏡均為閉環(huán)形結構及透射式傳感光路，傳感器件在環(huán)中不獨立，可能會導致遠距離測量時的操作不便;閉環(huán)內(nèi)部的干擾產(chǎn)生附加干涉相位差，會對干涉輸出產(chǎn)生影響;透射式光路中，傳感器件兩側均有光纖，會帶來更多損耗和干擾點。
　　本論文通過對光路

2、結構的改造，將光纖環(huán)鏡的閉環(huán)打開，提出了兩種新型長尾式光纖環(huán)鏡結構。該結構不僅保留了目前光纖環(huán)鏡的傳感優(yōu)勢，還可打破目前光纖環(huán)鏡的局限性，擴大了光纖環(huán)鏡傳感的應用范圍。
　　本論文主要完成了以下五個部分的工作:
　　(1)在第一部分中，歸納了各種干涉型光纖傳感器的研究情況，重點總結了近六年來光纖環(huán)鏡在國內(nèi)外研究中的典型傳感結構和應用，為下一步設計新型光纖環(huán)鏡傳感結構并進行應用提供參考。
　　(2)在第二部分中，闡述了光

3、纖中的偏振光學現(xiàn)象，分析了光纖環(huán)鏡的基本結構并對其中一種高雙折射光纖環(huán)鏡進行了建模。在此基礎上設計了兩種新型長尾式光纖環(huán)鏡結構——高雙折射光纖環(huán)長尾式單模光纖環(huán)鏡結構（為敘述方便，以下簡稱A型光纖環(huán)鏡）和單模光纖環(huán)長尾式高雙折射光纖環(huán)鏡結構（以下簡稱B型光纖環(huán)鏡），并對它們分別進行建模，推導出相應的兩種輸出光譜模型，最后又分別對輸出光譜模型的參數(shù)進行了仿真分析。
　　(3)在第三部分中，基于兩種光纖環(huán)鏡的理論仿真分析，分別搭建這兩

4、種光纖環(huán)鏡的實驗系統(tǒng)，進行輸出光譜特性實驗。其中分別進行了系統(tǒng)總體結構的設計和相應PC機遠程控制光譜儀，并進行數(shù)據(jù)采集、處理的軟件設計。最后將實驗結果與理論仿真結果進行對比分析，從而全面掌握了兩種長尾式光纖環(huán)鏡的光譜特性，為光纖環(huán)鏡的應用提供基礎。
　　(4)在第四部分中，基于其中一種長尾式光纖環(huán)鏡——B型光纖環(huán)鏡的結構設計了一套溫度測量實驗系統(tǒng)，其中包括了對系統(tǒng)結構的設計和相應的PC機數(shù)據(jù)處理和溫度計算軟件的設計。還分析了測溫實