基于S形熔接的光纤模式干涉仪及其应用研究

发布时间：2017-09-08 17:46

  本文关键词：基于S形熔接的光纤模式干涉仪及其应用研究

  更多相关文章： 光纤模式干涉仪 S形结构 腰椎放大结构 温度测量 折射率测量 微位移测量

【摘要】：光纤模式干涉仪是一种典型的光纤传感器,光纤的纤芯与包层分别对应着干涉仪的参考臂和干涉臂,拥有简单紧凑的结构,较大的灵敏度。利用光纤熔接机的特殊程序可以制作各种模式干涉仪。本课题研究的模式干涉仪是基于S形结构的,具有制作简单,结构牢固,成本低的优点。本课题的主要研究内容如下:1、提出一种基于S形熔接的模式干涉传感器。研究了不同错位量的S形结构对传感器灵敏度的影响,以及使用Rsoft软件对S形结构的模场分布进行了模拟。通过对比不同错位量的效果,给传感器的制作提供参考,以寻求制作出灵敏度最好的S形传感器。2、提出了一种双S形级联结构的光纤模式干涉仪。该干涉仪在第一个S形处产生高阶包层模,在第二个S形处耦合回纤芯,形成模式干涉。通过解调干涉峰的波长漂移,实现了对温度,折射率和微位移等多种物理量的测量。3、提出了一种S形结构和腰椎放大结构级联的模式干涉仪。分析了该结构的原理,利用该结构实现了对温度,微位移和曲率的测量,通过曲线拟合获得了不同物理量测量的灵敏度。
【关键词】：光纤模式干涉仪 S形结构 腰椎放大结构 温度测量 折射率测量 微位移测量
【学位授予单位】：中国计量学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212;TH744.3
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 1 绪论12-24
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 相位调制传感型光纤传感器13-22
• 1.2.1 光纤M-Z干涉仪和Michelson干涉仪13-16
• 1.2.2 光纤Sagnac干涉仪16-17
• 1.2.3 光纤Fabry-Perot干涉仪17-22
• 1.2.4 光纤环形腔干涉仪22
• 1.3 主要研究内容22-24
• 2 S形结构的制作以及错位量对灵敏度的影响24-37
• 2.1 实验系统主要仪器简介24-27
• 2.1.1 熔接机24-25
• 2.1.2 光谱仪25-26
• 2.1.3 显微镜26-27
• 2.2 制作S形结构的详细参数及过程27-29
• 2.3 不同错位量的S形结构对灵敏度影响29-36
• 2.3.1 不同错位量的S形结构的制作29-31
• 2.3.2 球形结构制作31-33
• 2.3.3 S形和球形结构级联的光纤传感器原理33
• 2.3.4 传感器理论模拟33-34
• 2.3.5 实验结果与讨论34-36
• 2.4 本章小结36-37
• 3 基于双S形级联结构的模式干涉仪37-49
• 3.1 引言37
• 3.2 双S形级联结构的制作过程37-38
• 3.3 温度实验38-41
• 3.3.1 温度实验原理38-39
• 3.3.2 温度实验装置39
• 3.3.3 温度实验结果与讨论39-41
• 3.4 折射率实验41-44
• 3.4.1 折射率实验原理41-42
• 3.4.2 折射率实验装置42
• 3.4.3 折射率实验结果与讨论42-44
• 3.5 微位移实验44-47
• 3.5.1 微位移实验原理44-45
• 3.5.2 微位移实验装置45
• 3.5.3 微位移实验结果与讨论45-47
• 3.6 本章小结47-49
• 4 基于S形和腰椎放大结构的模式干涉仪49-59
• 4.1 引言49
• 4.2 S形和腰椎放大结构的制作过程49-51
• 4.3 温度实验51-53
• 4.4 微位移实验53-55
• 4.5 曲率实验55-58
• 4.5.1 曲率实验原理55-57
• 4.5.2 曲率实验结果与讨论57-58
• 4.6 本章小结58-59
• 5 总结与展望59-61
• 5.1 主要工作和结论59
• 5.2 改进与展望59-61
• 参考文献61-65
• 作者简历65

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本文编号：815430