光纤传感网络中关键器件的研究
发布时间：2023-03-04 05:33
光纤传感网络在军事安防、生物传感、环境检测、城市建设等方面发挥着重要的作用,光纤激光器和光纤传感器作为光纤传感网络中的关键器件,受到了广泛的关注和研究。光纤激光器具有较高的输出功率和光信噪比等特点,因此,光纤激光器在远距离的光纤传感网络中具有较大优势;多波长光纤激光器可以同时输出多个波长激光,具有成本低、结构紧凑等优点,在远距离、多点的传感网络中占据着重要作用,同时,多波长光纤激光器也是高速光通信网络中多信道通信的理想光源。光纤传感器具有结构紧凑、抗电磁干扰、成本低、敏感度高、耐腐蚀等优点,其在小型化、多功能化的传感网络中承担着重要的作用。本文对光纤传感网络中的多波长光纤激光器和基于干涉原理的光纤传感器进行了研究。本论文的研究成果如下:1.在前人工作的基础上,基于采样光纤光栅滤波器,并结合液氮冷却技术,利用保偏掺铒光纤和普通掺铒光纤实验了 4种多波长光纤激光器,并分别对其输出特性和偏振特性进行了分析。将多波长光纤激光器作为传感系统的光源,结合波分复用器,并利用光纤端面的反射特性,制作了折射率传感器。根据实验结果得到,该传感系统的折射率敏感度为132.52dB/RIU。同时,该传感系统具...
【文章页数】：160 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 引言
1.2 光纤传感器概述
1.2.1 光纤传感器中的常用光纤结构
1.2.2 光纤传感器的分类
1.3 马赫增德尔干涉仪在光纤传感器中的研究进展
1.3.1 传统的马赫增德尔干涉仪的研究现状
1.3.2 模式干涉型的全光纤马赫增德尔干涉仪的研究现状
1.4 法布里珀罗干涉仪在光纤传感器中的研究进展
1.4.1 传统光纤法布里珀罗干涉仪的研究现状
1.4.2 薄膜型光纤法布里珀罗干涉仪的研究现状
1.4.3 光纤光栅型法布里珀罗干涉仪的研究现状
1.5 多波长光纤激光器及激光传感的研究进展
1.5.1 多波长光纤激光器的研究进展
1.5.2 光纤激光传感的研究进展
1.6 本论文的结构安排
2 多波长光纤激光器
2.1 引言
2.2 多波长光纤激光器
2.2.1 光纤光栅的模式耦合理论
2.2.2 采样光纤光栅的理论
2.2.3 光纤光栅的制作
2.2.4 基于保偏掺铒光纤的多波长激光器
2.2.5 基于普通掺铒光纤的多波长激光器
2.3 基于多波长光纤激光器的折射率传感器
2.3.1 光纤端面反射特性分析
2.3.2 基于多波长光纤激光器的传感器的实验
2.4 本章小结
3 基于模式干涉的光纤传感器
3.1 引言
3.2 光纤的模式理论
3.2.1 二层圆光波导的电磁场模式
3.2.2 三层圆光波导的电磁场模式
3.2.3 突变光波导
3.3 基于无芯光纤模式干涉仪的气压传感器
3.3.1 无芯光纤模式干涉仪的理论分析
3.3.2 基于无芯光纤模式干涉仪的气压传感器的理论分析和仿真
3.3.3 基于无芯光纤的气压传感器的制作与实验
3.4 基于空芯光纤模式干涉仪的传感器
3.4.1 空芯光纤模式干涉仪的理论分析
3.4.2 基于空芯光纤的传感器的制作与实验
3.4.3 基于空芯光纤的气压传感器的制作与实验
3.5 基于弯曲单模光纤的高拉力敏感度传感器
3.5.1 基于弯曲单模光纤模式干涉仪的理论分析
3.5.2 基于弯曲单模光纤的传感器的制作与实验
3.6 本章小结
4 基于双芯光纤的传感器
4.1 引言
4.2 双芯光纤的耦合模理论
4.3 双芯光纤耦合系数的分析
4.4 基于非对称双芯光纤的传感器的理论分析
4.5 基于非对称双芯光纤传感器的实验
4.6 本章小结
5 非对称法布里珀罗腔的传感器
5.1 引言
5.2 非对称法布里珀罗干涉仪的理论分析
5.3 非对称法布里珀罗干涉仪的制作与实验
5.4 基于无芯光纤的非对称法布里珀罗干涉仪
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 本论文主要的研究成果
6.2 下一步的工作展望
参考文献
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
本文编号：3753809
【文章页数】：160 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 引言
1.2 光纤传感器概述
1.2.1 光纤传感器中的常用光纤结构
1.2.2 光纤传感器的分类
1.3 马赫增德尔干涉仪在光纤传感器中的研究进展
1.3.1 传统的马赫增德尔干涉仪的研究现状
1.3.2 模式干涉型的全光纤马赫增德尔干涉仪的研究现状
1.4 法布里珀罗干涉仪在光纤传感器中的研究进展
1.4.1 传统光纤法布里珀罗干涉仪的研究现状
1.4.2 薄膜型光纤法布里珀罗干涉仪的研究现状
1.4.3 光纤光栅型法布里珀罗干涉仪的研究现状
1.5 多波长光纤激光器及激光传感的研究进展
1.5.1 多波长光纤激光器的研究进展
1.5.2 光纤激光传感的研究进展
1.6 本论文的结构安排
2 多波长光纤激光器
2.1 引言
2.2 多波长光纤激光器
2.2.1 光纤光栅的模式耦合理论
2.2.2 采样光纤光栅的理论
2.2.3 光纤光栅的制作
2.2.4 基于保偏掺铒光纤的多波长激光器
2.2.5 基于普通掺铒光纤的多波长激光器
2.3 基于多波长光纤激光器的折射率传感器
2.3.1 光纤端面反射特性分析
2.3.2 基于多波长光纤激光器的传感器的实验
2.4 本章小结
3 基于模式干涉的光纤传感器
3.1 引言
3.2 光纤的模式理论
3.2.1 二层圆光波导的电磁场模式
3.2.2 三层圆光波导的电磁场模式
3.2.3 突变光波导
3.3 基于无芯光纤模式干涉仪的气压传感器
3.3.1 无芯光纤模式干涉仪的理论分析
3.3.2 基于无芯光纤模式干涉仪的气压传感器的理论分析和仿真
3.3.3 基于无芯光纤的气压传感器的制作与实验
3.4 基于空芯光纤模式干涉仪的传感器
3.4.1 空芯光纤模式干涉仪的理论分析
3.4.2 基于空芯光纤的传感器的制作与实验
3.4.3 基于空芯光纤的气压传感器的制作与实验
3.5 基于弯曲单模光纤的高拉力敏感度传感器
3.5.1 基于弯曲单模光纤模式干涉仪的理论分析
3.5.2 基于弯曲单模光纤的传感器的制作与实验
3.6 本章小结
4 基于双芯光纤的传感器
4.1 引言
4.2 双芯光纤的耦合模理论
4.3 双芯光纤耦合系数的分析
4.4 基于非对称双芯光纤的传感器的理论分析
4.5 基于非对称双芯光纤传感器的实验
4.6 本章小结
5 非对称法布里珀罗腔的传感器
5.1 引言
5.2 非对称法布里珀罗干涉仪的理论分析
5.3 非对称法布里珀罗干涉仪的制作与实验
5.4 基于无芯光纤的非对称法布里珀罗干涉仪
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 本论文主要的研究成果
6.2 下一步的工作展望
参考文献
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
本文编号：3753809
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