基于内置空腔的光纤传感器
发布时间：2020-12-24 04:01
为适应光纤传感器网络的快速发展,传感器的尺寸以及灵敏度特性就至关重要。近年来各大实验室以及学者专家们对光纤传感器投来了橄榄枝,发现了他们的价值所在。基于内置空腔制作的传感器,其结构紧凑、制作简单、稳固性好、响应速度快、灵敏度高,受到研究者的广泛关注。本论文的主要内容是对基于端面结构的光纤传感器的相关理论,制备技术进行深入的研究分析,并探索了它们的应用前景。本论文具体内容安排如下:1、综述了光纤传感技术的发展现状以及光纤传感器的分类,并对他们进行了相应的评测。详细介绍了其中的几类光纤传感器的分类以及工作原理,以及它们的发展历程,研究现状,研究意义。其中对光纤光栅应力传感器,分布式光纤应力传感器进行了系统的研究分析。2、设计并制备了一种新型的基于腐蚀多模光纤月牙型的法布里-珀罗腔传感器,其具有的超高的应变灵敏度。同时制备了相应尺寸的D型以及椭球型的传感器。详细介绍分析了传感器的制作过程,传感机理,并利用该传感器分别进行了应变的测试,获得了他们的应变图谱。对不同规格的传感器获得的光谱图进行了分析并进行线性拟合,获得他们的应变灵敏度并进行了比较。3、设计并制备了一种新型的基于腐蚀多模光纤端面的...
【文章来源】：中国计量大学浙江省
【文章页数】：51 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
开放式空腔传感器实验结构图
用这种方法制作的传感器能够达到高于1000nm/kPa的灵敏度本实验中，我们使用内径、外径为75、127um的毛细管。毛细管与接，然后在距离熔接点几十微米的地方进行切割。随后将毛细管浸成了一个封闭的空气腔，由于毛细效应，在SMF的端面会形成一个界面会形成光的反射，连同空气-SMF界面形成一个FP干涉仪，对于常敏感。其中石英管和空气腔的长度分别为114um和90um。由于水用，空气腔会被压缩，在正常压力下，我们可以精确测出空气腔的。当初始空气腔的反射光谱为44.7、96.8、114.2um时对应的毛细管、116、151um。所有上述腔获得的条纹可见度都大于15dB。随着空增加，条纹可见度会迅速衰减。当腔长大于300um时，条纹可见度小由于空气水界面曲率变化以及石英管本身对光的损耗引起的。综上所述，本文提出了一种极高压力灵敏度的可压缩压力FP传感器F的端头浸入水中，能形成一个FP空气腔，这样的一个FP空气腔能压力的改变被压缩，并且压力灵敏度大于1000nm/kPa。该传感器在量，液位监测和水听器传感方面有很大的发展潜力。
其 折 射 率 灵 敏 度 高 达 851.3nm/RIU, 其 交 叉 温 度 灵 敏 度 为 3 7RIU/℃。由于其体积小，高灵敏度，响应时间快等优点，在化学，生物和环境监测方面有重要的应用。最近，由于其低交叉温度灵敏度、高RI和应变灵敏度。微型FP腔已经越来越多的关注。这个器件由一小段SHC PCF两端分别与SMF熔接得到。的RI灵敏度为851.3nm/RIU,温度灵敏度为0.273pm/℃,这表明温度交叉灵敏仅为3.2 × 10 7RIU/℃，这比已报道的微腔光纤RI传感器都要低。本实验中所使用的SHC PCF，其六角芯、空气孔包层和整个光纤的直径为29、73、140um，硅支柱的厚度估计为400nm。该微FP腔的制备，采用的光纤断裂与融合技术来避免空气孔坍塌。我们能够通过光学显微镜来精制裂解过程。本实验中我们对腔长为27、50、75um的FP腔进行了光谱测1550nm处 27un长的FP腔的自由光谱范围为47.2Nm,而50和75um的长空腔为24.3和16.2nm。这表明在拼接节点反射光束有相当好质量的干涉条纹图
本文编号：2934938
【文章来源】：中国计量大学浙江省
【文章页数】：51 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
开放式空腔传感器实验结构图
用这种方法制作的传感器能够达到高于1000nm/kPa的灵敏度本实验中，我们使用内径、外径为75、127um的毛细管。毛细管与接，然后在距离熔接点几十微米的地方进行切割。随后将毛细管浸成了一个封闭的空气腔，由于毛细效应，在SMF的端面会形成一个界面会形成光的反射，连同空气-SMF界面形成一个FP干涉仪，对于常敏感。其中石英管和空气腔的长度分别为114um和90um。由于水用，空气腔会被压缩，在正常压力下，我们可以精确测出空气腔的。当初始空气腔的反射光谱为44.7、96.8、114.2um时对应的毛细管、116、151um。所有上述腔获得的条纹可见度都大于15dB。随着空增加，条纹可见度会迅速衰减。当腔长大于300um时，条纹可见度小由于空气水界面曲率变化以及石英管本身对光的损耗引起的。综上所述，本文提出了一种极高压力灵敏度的可压缩压力FP传感器F的端头浸入水中，能形成一个FP空气腔，这样的一个FP空气腔能压力的改变被压缩，并且压力灵敏度大于1000nm/kPa。该传感器在量，液位监测和水听器传感方面有很大的发展潜力。
其 折 射 率 灵 敏 度 高 达 851.3nm/RIU, 其 交 叉 温 度 灵 敏 度 为 3 7RIU/℃。由于其体积小，高灵敏度，响应时间快等优点，在化学，生物和环境监测方面有重要的应用。最近，由于其低交叉温度灵敏度、高RI和应变灵敏度。微型FP腔已经越来越多的关注。这个器件由一小段SHC PCF两端分别与SMF熔接得到。的RI灵敏度为851.3nm/RIU,温度灵敏度为0.273pm/℃,这表明温度交叉灵敏仅为3.2 × 10 7RIU/℃，这比已报道的微腔光纤RI传感器都要低。本实验中所使用的SHC PCF，其六角芯、空气孔包层和整个光纤的直径为29、73、140um，硅支柱的厚度估计为400nm。该微FP腔的制备，采用的光纤断裂与融合技术来避免空气孔坍塌。我们能够通过光学显微镜来精制裂解过程。本实验中我们对腔长为27、50、75um的FP腔进行了光谱测1550nm处 27un长的FP腔的自由光谱范围为47.2Nm,而50和75um的长空腔为24.3和16.2nm。这表明在拼接节点反射光束有相当好质量的干涉条纹图
本文编号：2934938
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