正交双频光纤激光传感器温度补偿研究

发布时间：2017-10-18 07:13

  本文关键词：正交双频光纤激光传感器温度补偿研究

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【摘要】：正交双频光纤激光传感器利用其输出的正交偏振激光的拍频信号漂移量来实现对外界参量的测量,它具备高信噪比、窄线宽、成熟的电解调方案和低廉的解调成本等优点,因而受到越来越多的关注。利用正交双频光纤激光传感器测量的物理量有:侧压力、位移、声压、电磁场和加速度等[1-5],它们都是通过拍频信号的漂移量来表征的。由于拍频同时对温度和应力敏感,单一的拍频变化将无法有效地辨别温度和应力的变化量。因此,有效地消除的温度交叉敏感影响是有意义的研究工作。本文在对正交双频光纤激光器的温度响应机理进行了深入分析的基础上,提出了一种基于切割旋转熔接的温度补偿技术,具体的研究工作如下:双频光纤激光器的温度补偿研究:不同于传统的温度补偿方法,本文基于双频光纤激光器拍频编码的传感方式和光纤的双折射特性,提出一种将正交双频光纤激光器一分为二切开,其中一端沿自身中轴旋转900后将两端对齐熔接的温度补偿技术。经过上述操作新构成的光纤激光器,其左激光腔的快轴与右激光腔的慢轴对齐,左激光腔的慢轴与右激光腔的快轴对齐,左右两端温度效应实现互相抵消。它使双频光纤激光器的温度响应系数从-1.99 MHz/0C降低到-0.3 MHz/0C,它的横向应变最大灵敏度也基本没有变化,并且具有更好的噪声性能。另外,基于正交双频光纤激光器正交偏振方向均有激光输出的特点,提出了一种对其进行热处理而制作单频单偏振光纤激光器的技术。通过合理地控制热处理方式使正交双频光纤激光器一个偏振方向上引入的损耗大于掺杂光纤的增益,而在另一个偏振方向上引入的损耗尽可能小并保证激光输出。由于引入的损耗大于增益的偏振方向上的激光输出受到抑制,最终光纤激光器将处于单频单偏振运转状态。实验中利用这种技术制作的光纤激光器能稳定的输出单频单偏振激光。
【关键词】：正交双频光纤激光器 正交偏振 温度补偿
【学位授予单位】：暨南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212;TN248
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 光纤传感技术8-10
• 1.2 光纤传感器温度补偿研究现状10-15
• 1.3 本文主要内容及章节安排15-16
• 2 双频光纤激光器温度和应变响应机理16-25
• 2.1 双频光纤激光器的工作原理与制备16-20
• 2.2 双频光纤激光器的温度响应机理20-23
• 2.3 双频光纤激光器的应力响应机理23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 3 双频光纤激光传感器的温度补偿25-34
• 3.1 补偿原理25-27
• 3.2 实验过程27-29
• 3.3 实验结果29-33
• 3.4 本章小结33-34
• 4 单频单偏振光纤激光器的研制34-41
• 4.1 单频单偏振光纤激光器的研究背景34-36
• 4.2 单频单偏振光纤激光器的制备36-40
• 4.3 本章小结40-41
• 5 总结与展望41-43
• 5.1 研究成果41
• 5.2 未来工作展望41-43
• 参考文献43-45
• 研究生期间参与发表学术论文情况45-46
• 致谢46

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4 本报记者 胡Z，

本文编号：1053645