Design of Large Mode Area Optical Fiber Curvature Sensor.pdf

1、光纖傳感器因具有靈敏度高、安全性好、抗電磁干擾能力強(qiáng)、高絕緣、耐腐蝕、易集成復(fù)用等優(yōu)點(diǎn)，而在物理、化學(xué)和生物等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。光纖傳感器正朝著高靈敏度、高精度、小巧和智能化的方向發(fā)展。本論文提出了一種基于大模場(chǎng)面積光纖的彎曲傳感器，可實(shí)現(xiàn)高靈敏度、可區(qū)分彎曲方向的直接測(cè)量。論文主要包括以下內(nèi)容：
　　首先提出了一種同軸階躍折射率超大模場(chǎng)面積光纖的設(shè)計(jì)。在大芯的光纖包層中引入一高折射率環(huán)，通過調(diào)整各模式在纖芯中的傳輸損耗，實(shí)現(xiàn)基

2、模與高階模橫向場(chǎng)分布的控制。使用光束傳播法進(jìn)行數(shù)值模擬，探討光纖結(jié)構(gòu)參數(shù)如纖芯的半徑、折射率、環(huán)的寬度和位置、相對(duì)折射率等對(duì)光束傳播特性的影響，實(shí)現(xiàn)了超大模場(chǎng)面積光纖的優(yōu)化設(shè)計(jì)。同軸光纖纖芯直徑達(dá)42?m，有效模場(chǎng)面積大于1000m2。
　　將上述超大模場(chǎng)面積光纖用于高靈敏度彎曲傳感。為了提高傳感器的靈敏度，我們通過在包層中刻蝕周期性正方形凹槽實(shí)現(xiàn)彎曲補(bǔ)償。我們研究了凹槽深度、個(gè)數(shù)、寬度等對(duì)傳感器特性的影響。研究發(fā)現(xiàn)大模場(chǎng)面積光纖