基于光纤-薄膜复合器件的宽频声波传感研究
发布时间：2021-02-08 20:13
光纤宽频声波传感器在油气管道泄漏监测,高精度光声光谱检测,地震波监测和反潜监测等诸多民用和军事领域有着重大潜在应用。相比传统的电子式声波传感器,光纤声波传感器具有高灵敏,抗强电磁干扰,重量轻,体积小,耐腐蚀等不可替代的优势。本文基于光纤-薄膜的复合器件结构开展宽频声波传感研究,以实现高灵敏,高精度,快响应,超宽频和小尺寸的声波传感器为目标,设计了四种基于光纤-薄膜复合器件的宽频声波传感器,主要分为两类:一类是基于透射式的特种光纤器件结合薄膜的宽频声波传感器,一类是基于反射式的EFPI结构结合薄膜的超宽频声波传感器。具体的研究成果如下:（1）透射式特种光栅器件结合PET薄膜的宽频声波传感器:通过CO2激光器对包层直径为80μm的细芯光纤（TCF）进行单边逐点刻写,折射率调制周期为1mm,制备的细芯超长周期光纤光栅（TC-ULPFG）实现了97.77dB/m-1的高曲率灵敏度,声波作用在PET薄膜上对TC-ULPFG进行动态的曲率调制。TC-ULPFG无缝的粘贴在PET薄膜上,薄膜的理论谐振频率为5.36Hz,静态形变量为208cm/Pa;实现了...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
声波探测技术应用领域
大 学 博 士 同的谐振频率，在谐振频率频率，膜片的响应度会降低具有较为平坦的频响特性，[90]。此外，当传感器工作传感器的工作稳定性与寿频率的影响，其谐振频率取论怎样设计换能膜片，谐振声波传感器的响应频段都有式 FP 腔结构的光纤声波传感
于膜片式 FP 腔结构的光纤声波传感器的研图 1-2 散射透镜与麦克风膜片的光纤麦克风Sagberg 等人提出了基于散射透镜与膜片端面的正前方放置散射透镜，同时在散镜的后端面与反射膜片平行并保持一定动时，散射透镜与该膜片之间的距离就会处的光强度产生周期性的变化，实现了声实现 16Hz~50kHz 的宽频响应范围[91]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]光纤法珀腔声传感器理论与仿真分析研究[J]. 程进,邹小平. 传感技术学报. 2018(11)
[2]国产超低损耗光纤在超长距离通信系统中的应用[J]. 李鹏,吴俊,邓黎,周红燕,吴超,张磊,李树辰,徐健. 邮电设计技术. 2018(06)
[3]2017年欧洲光通信会议述评[J]. 吴冰冰,余冰雁,伍剑,林金桐. 电信科学. 2017(10)
[4]银薄膜结构的高灵敏度Fabry-Perot光纤声压传感器[J]. 刘彬,刘欢,林杰,金鹏. 哈尔滨工业大学学报. 2016(03)
[5]干涉型光纤传感器PGC解调算法的研究[J]. 张爱玲,王恺晗,郝彬,王燕. 光电技术应用. 2013(06)
[6]基于MEMS膜片的光纤声传感器分析（英文）[J]. 李晓龙,王江安,宗思光. 中国激光. 2013(10)
[7]空气声探测在军事中的应用[J]. 冯杰,杨博,李兆利. 电声技术. 2012(06)
[8]Polymer diaphragm based sensitive fiber optic Fabry-Perot acoustic sensor[J]. 王巧云,于清旭. Chinese Optics Letters. 2010(03)
[9]超长周期光纤光栅光谱特性的数值模拟[J]. 颜爱东,张伟刚,姜萌,刘卓琳,张春艳,林锦海,尚佳彬,王春宝. 中国激光. 2009(03)
[10]A new demodulation technique for optical fiber interferometric sensors with[3×3]directional couplers[J]. 刘亭亭,崔杰,陈德胜,肖灵,孙德兴. Chinese Optics Letters. 2008(01)
博士论文
[1]基于光纤干涉仪的低频声波传感技术研究[D]. 刘理.华中科技大学 2017
[2]基于Fabry-Perot干涉仪的微型光纤声压传感器关键技术研究[D]. 刘彬.哈尔滨工业大学 2017
[3]反射式强度型光纤传感器强度调制特性的数学模型与关键技术的研究[D]. 杨华勇.国防科学技术大学 2002
硕士论文
[1]基于MEMS技术的光纤声传感器研究[D]. 许晓昕.中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所） 2007
本文编号：3024471
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
声波探测技术应用领域
大 学 博 士 同的谐振频率，在谐振频率频率，膜片的响应度会降低具有较为平坦的频响特性，[90]。此外，当传感器工作传感器的工作稳定性与寿频率的影响，其谐振频率取论怎样设计换能膜片，谐振声波传感器的响应频段都有式 FP 腔结构的光纤声波传感
于膜片式 FP 腔结构的光纤声波传感器的研图 1-2 散射透镜与麦克风膜片的光纤麦克风Sagberg 等人提出了基于散射透镜与膜片端面的正前方放置散射透镜，同时在散镜的后端面与反射膜片平行并保持一定动时，散射透镜与该膜片之间的距离就会处的光强度产生周期性的变化，实现了声实现 16Hz~50kHz 的宽频响应范围[91]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]光纤法珀腔声传感器理论与仿真分析研究[J]. 程进,邹小平. 传感技术学报. 2018(11)
[2]国产超低损耗光纤在超长距离通信系统中的应用[J]. 李鹏,吴俊,邓黎,周红燕,吴超,张磊,李树辰,徐健. 邮电设计技术. 2018(06)
[3]2017年欧洲光通信会议述评[J]. 吴冰冰,余冰雁,伍剑,林金桐. 电信科学. 2017(10)
[4]银薄膜结构的高灵敏度Fabry-Perot光纤声压传感器[J]. 刘彬,刘欢,林杰,金鹏. 哈尔滨工业大学学报. 2016(03)
[5]干涉型光纤传感器PGC解调算法的研究[J]. 张爱玲,王恺晗,郝彬,王燕. 光电技术应用. 2013(06)
[6]基于MEMS膜片的光纤声传感器分析（英文）[J]. 李晓龙,王江安,宗思光. 中国激光. 2013(10)
[7]空气声探测在军事中的应用[J]. 冯杰,杨博,李兆利. 电声技术. 2012(06)
[8]Polymer diaphragm based sensitive fiber optic Fabry-Perot acoustic sensor[J]. 王巧云,于清旭. Chinese Optics Letters. 2010(03)
[9]超长周期光纤光栅光谱特性的数值模拟[J]. 颜爱东,张伟刚,姜萌,刘卓琳,张春艳,林锦海,尚佳彬,王春宝. 中国激光. 2009(03)
[10]A new demodulation technique for optical fiber interferometric sensors with[3×3]directional couplers[J]. 刘亭亭,崔杰,陈德胜,肖灵,孙德兴. Chinese Optics Letters. 2008(01)
博士论文
[1]基于光纤干涉仪的低频声波传感技术研究[D]. 刘理.华中科技大学 2017
[2]基于Fabry-Perot干涉仪的微型光纤声压传感器关键技术研究[D]. 刘彬.哈尔滨工业大学 2017
[3]反射式强度型光纤传感器强度调制特性的数学模型与关键技术的研究[D]. 杨华勇.国防科学技术大学 2002
硕士论文
[1]基于MEMS技术的光纤声传感器研究[D]. 许晓昕.中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所） 2007
本文编号：3024471
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3024471.html
