倾斜光纤布拉格光栅矢量弯曲传感器

发布时间：2021-02-24 23:51

　　光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating,FBG）由于抗电磁干扰、化学性质稳定、成本低、尺寸小等优点,在航天工程、石油开采、土木建工、化学医疗等领域广泛的应用。倾斜光纤布拉格光栅（Tilted Fiber Bragg Grating,TFBG）是一种特殊的光纤布拉格光栅,其光栅平面与轴向成一夹角。矢量弯曲传感器在VR数据手套、电控玩具、智能机器、人体健康检测等领域有着巨大的需求,而许多光纤传感器由于光纤的圆对称性,不能进行矢量弯曲测量,限制了传感器的大规模实际应用,在本文中分别提出了波长解调、强度解调的基于倾斜光纤布拉格光栅的矢量弯曲传感器。本文主要研究内容如下:（1）观察了空气中的模式截止现象,并利用软件Mode Solutions进行了光纤弯曲的模式仿真分析。根据低阶包层模的截止模式提出并研究了基于2°倾斜光纤布拉格光栅的矢量弯曲传感器。由于TFBG破坏了光纤的圆对称性,传感器实现了0度、90度、180度、270度四个方向的矢量传感,曲率测量范围为0¹7.03 m^-1,截止模式的波长与曲率有很好的线性响应,其中在0度方向上灵... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 光纤传感技术的简介
        1.1.1 光纤布拉格光栅
        1.1.2 倾斜光纤布拉格光栅
    1.2 光纤矢量弯曲传感器
        1.2.1 光纤矢量弯曲传感器的发展
        1.2.2 光纤矢量弯曲传感器的应用
    1.3 本论文的主要研究内容
2 倾斜光纤布拉格光栅基本理论及写制
    2.1 倾斜光纤布拉格光栅结构
    2.2 倾斜光纤布拉格光栅耦合模理论
    2.3 倾斜光纤布拉格光栅的传感特性
        2.3.1 倾斜光纤布拉格光栅的温度传感特性
        2.3.2 倾斜光纤布拉格光栅的应力传感特性
        2.3.3 倾斜光纤布拉格光栅的折射率传感特性
    2.4 倾斜光纤布拉格光栅的写制
        2.4.1 光纤的前期处理
        2.4.2 倾斜光纤布拉格光栅的写制
        2.4.3 倾斜光纤布拉格光栅退火
    2.5 本章小结
3 倾斜光纤布拉格光栅矢量弯曲传感器
    3.1 TFBG弯曲物理模型
    3.2 光纤弯曲模式仿真分析
        3.2.1 MODE Solutions简介
        3.2.2 模式仿真分析
    3.3 实验装置与实验结果
    3.4 本章小结
4 拉锥光纤矢量弯曲传感器
    4.1 拉锥光纤
    4.2 透射式矢量弯曲传感器
        4.2.1 实验装置
        4.2.2 实验结果
    4.3 反射式矢量弯曲传感器
        4.3.1 实验装置
        4.3.2 实验结果
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3050121