基于FBG光纖光柵薄膜溫度傳感器的研究.pdf

1、本文采用薄膜的多層膜系分析方法建立了FBG光纖光柵薄膜傳感器的理論模型。由于基板的熱膨脹系數(shù)與膜系的熱膨脹系數(shù)不同，在受熱情況下，膜系會(huì)受到自身熱膨脹及基板應(yīng)力的作用而發(fā)生彈性形變，導(dǎo)致中心波長(zhǎng)的漂移。利用這一現(xiàn)象，我們提出了一種通過(guò)檢測(cè)薄膜濾光片反射峰波長(zhǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量的方法。 論文在大量查閱相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)比光纖光柵制作方法的局限性，基于光纖光柵多層膜理論，提出用光學(xué)薄膜替代光柵部分實(shí)現(xiàn)選擇性反射可見(jiàn)光波段的溫度傳感。矢

2、量法給出膜系的設(shè)計(jì)依據(jù)，選定高低折射率交替、各層厚度均為λ0/4的多層膜，并選定TiO2和SiO2為目標(biāo)膜料。通過(guò)直流反應(yīng)濺射制備TiO2薄膜，總結(jié)磁控濺射各工藝參數(shù)對(duì)制備TiO2薄膜的影響。用射頻反應(yīng)共濺射制備了TiO2/SiO2薄膜，通過(guò)控制Ti靶的濺射電流大小可調(diào)節(jié)復(fù)合薄膜的折射率大小。隨著TiO2濺射電流的增加，復(fù)合薄膜的折射率相應(yīng)減小，且近似成線性關(guān)系。最后進(jìn)行TiO2/SiO2薄膜濾光片的變溫實(shí)驗(yàn)，計(jì)算表明，當(dāng)薄膜與基片的熱