光纤包层模式传感器及其应用研究

发布时间：2017-10-18 09:01

  本文关键词：光纤包层模式传感器及其应用研究

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【摘要】：近几十年来,在光纤通信技术基础上发展起来的光纤传感技术,由于其独特的优势,受到了广泛关注。高阶包层模式传感器具有灵敏度高、探测物理量范围广的特性,利用包层模传感的光纤传感器层出不穷。论文首先介绍了光纤传感器的传感原理,介绍了光纤折射率传感器和光纤湿度传感器的研究现状以及它们的优势与不足之处。在分析了光纤布拉格光栅和光纤高阶包层模式的传感原理与特性的基础上,我们提出了基于光纤布拉格光栅与光纤锥结构级联的包层模式传感结构。然后我们介绍了基于光纤布拉格光栅与光纤锥结构级联的光纤折射率传感器,利用锥结构激发的包层模式易受周围介质折射率影响的特性,通过检测光纤布拉格光栅反射的包层模式的强度解调出折射率信息。这种传感器制作工艺简单、灵敏度高、温度交叉灵敏度小,可以用来测量液体的热光系数。最后我们介绍了基于光纤布拉格光栅与光纤锥结构级联的镀膜光纤湿度传感器。在传感结构表面涂覆一层湿度敏感材料聚乙烯醇,将湿度变化转化为折射率变化,传感薄膜的涂覆工艺简单,薄膜厚度可控。这种传感器湿度灵敏度高,响应速度快,重复性和稳定性好,能够同时实现湿度和温度监测,应用前景广阔。
【关键词】：光纤传感器 高阶包层模式 光纤折射率传感器 光纤湿度传感器
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1 绪论9-23
• 1.1 引言9-10
• 1.2 光纤传感器的原理10-12
• 1.3 光纤传感器的发展现状12-21
• 1.3.1 光纤折射率传感器的研究现状13-16
• 1.3.2 光纤湿度传感器的研究现状16-21
• 1.4 本文的主要内容及创新21-23
• 1.4.1 论文的主要内容21
• 1.4.2 论文的创新点21-23
• 2 光纤光栅与光纤包层模式的传感原理及应用23-35
• 2.1 引言23
• 2.2 光纤光栅的传感原理及应用23-28
• 2.2.1 光纤光栅的传感原理24-26
• 2.2.2 光纤光栅传感器的应用26-28
• 2.3 光纤包层模式的传感原理及应用28-33
• 2.3.1 光纤包层模式的传感原理28-30
• 2.3.2 光纤包层模传感器的应用30-33
• 2.4 本章小结33-35
• 3 基于光纤光栅与光纤锥级联的折射率传感器35-49
• 3.1 引言35
• 3.2 传感原理35-38
• 3.3 制作工艺38-42
• 3.3.1 FBG的制作38-41
• 3.3.2 光纤锥结构的制作41-42
• 3.4 折射率传感实验及分析42-47
• 3.4.1 传感器的折射率响应42-45
• 3.4.2 传感器的温度响应45-46
• 3.4.3 传感器测量液体热光系数的应用46-47
• 3.5 本章小结47-49
• 4 基于光纤光栅与光纤锥级联的湿度传感器49-65
• 4.1 引言49-50
• 4.2 传感原理及制作50-55
• 4.2.1 传感原理50-51
• 4.2.2 制作工艺51-55
• 4.3 湿度传感实验及分析55-62
• 4.3.1 实验装置55
• 4.3.2 传感器的湿度响应55-57
• 4.3.3 传感器的温度响应57-59
• 4.3.4 传感器的时间响应59-61
• 4.3.5 稳定性和重复性测试61-62
• 4.4 本章小结62-65
• 5 总结与展望65-67
• 参考文献67-75
• 作者简介75
• 作者在攻读硕士学位期间的研究成果75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 侯俊芳;裴丽;李卓轩;刘超;;光纤传感技术的研究进展及应用[J];光电技术应用;2012年01期

2 廖延彪;我国光纤传感技术现状和展望[J];光电子技术与信息;2003年05期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 王刚;光纤电流传感器性能分析与研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

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本文编号：1054097