长周期光纤光栅高灵敏度折射率传感器

发布时间：2018-04-23 20:27

  本文选题：长周期光纤光栅(LPG) + 传输谱　； 参考：《长春理工大学》2016年硕士论文

【摘要】：长周期光纤光栅(LPG)为一种广泛应用于光通信和光传感领域的光纤器件,在传感应用领域,其有着独特的优势。本文首先在理论上对LPG进行了研究,模拟分析了LPG的耦合特性、有效折射率特性以及各光纤参数和光栅参数对传输谱特性的影响,为制作成满足我们需要的LPG提供一定的指导作用。普通的LPG(包层直径为125μm)对环境折射率不是特别敏感。包层直径的改变对LPG各个包层模的传输谱有不同程度的影响。本文仿真了不同包层直径下LPG的传输谱及各包层模折射率灵敏度随包层直径的变化趋势,并对其进行了阐述分析,在理论上解释了包层直径的减小如何提高折射率灵敏度。理论研究表明,减小包层直径,选择适当的包层模,能实现LPG对外界折射率高灵敏度的传感测量。文章最后用包层直径为80μm的LPG和普通LPG分别实验测试了Na Cl溶液的折射率特性,实验中对温度进行了补偿。实验测得所选用的80μm的LPG用于折射率传感测量的灵敏度是普通LPG的3倍多。
[Abstract]:LPGs are widely used in optical communication and optical sensing. LPGs have unique advantages in sensing applications. In this paper, LPG is studied theoretically, and the coupling characteristics, effective refractive index characteristics of LPG, and the effects of fiber and grating parameters on the transmission spectrum characteristics are simulated and analyzed. For the production of LPG to meet our needs to provide some guidance. Ordinary LPGs (cladding diameter 125 渭 m) are not particularly sensitive to environmental refractive index. The change of cladding diameter has different influence on the transmission spectrum of each cladding mode in LPG. In this paper, the transmission spectrum of LPG with different cladding diameters and the variation trend of refractive index sensitivity of each cladding mode with cladding diameter are simulated and analyzed, and the theoretical explanation of how to improve the refractive index sensitivity by decreasing the cladding diameter is given. The theoretical study shows that the sensing measurement of LPG with high sensitivity to external refractive index can be realized by reducing the cladding diameter and selecting appropriate cladding modes. In the end, the refractive index of NaCl solution is measured by LPG and LPG with the diameter of 80 渭 m, and the temperature is compensated in the experiment. Experimental results show that the sensitivity of 80 渭 m LPG for refractive index sensing is more than three times that of LPG.
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN253;TP212

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本文编号：1793516