基于多芯光纤的模间干涉型传感器研究

发布时间：2021-01-08 03:14

　　模间干涉型光纤传感器因其结构简单、制作方便、成本低、精度高等优点,受到学者的广泛研究,并成为光纤传感领域中重要的一部分。本论文基于多芯光纤,设计和制作了两种模间干涉型光纤传感结构,在实验上详细研究了所设计光纤传感结构在温度、应变、曲率和扭转等物理参量传感测量方面的传感特性,主要工作如下:1、论述了多芯光纤的发展和分类,详细介绍了多芯光纤传感器的研究现状;从麦克斯韦方程出发,分析了理想波导和光纤中的模式理论,并着重介绍了Sagnac和Mach-Zehnder两种常见模间干涉型传感器的原理,为传感器的设计提供了理论依据。2、设计并制作了一种基于多芯-保偏光纤结构的Sagnac干涉型传感器,阐述了该结构光纤传感器的传感原理,实验研究了该传感器的温度、应变和曲率传感特性,并实验验证了多芯光纤长度和保偏光纤长度对传感器灵敏度的影响。实验结果显示:多芯光纤长度和保偏光纤长度对传感器温度灵敏度都有一定影响,但不成规律变化,在本实验中由保偏光纤长度和多芯光纤长度变化带来的温度灵敏度波动分别为0.36nm/℃和0.77m/℃。当保偏光纤长度为10cm、多芯光纤长度为12cm时传感器获得最大的温度灵敏度为... 

【文章来源】：广西师范大学广西壮族自治区

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景和意义
    1.2 光纤传感器及多芯光纤概述
        1.2.1 光纤传感器
        1.2.2 多芯光纤
    1.3 多芯光纤传感器研究现状
    1.4 本文主要内容
第2章 干涉型光纤传感器原理
    2.1 光纤模间干涉原理分析
        2.1.1 理想波导中的模式
        2.1.2 光纤中的模式干涉理论
    2.2 Sagnac干涉型光纤传感器原理
    2.3 Mach-Zehnder干涉型光纤传感器原理
    2.4 本章小结
第3章 基于多芯-保偏光纤结构的光纤传感器设计与研究
    3.1 传感器制作和传感原理
    3.2 传感特性研究
        3.2.1 温度特性研究
        3.2.2 应变传感特性
        3.2.3 曲率传感特性
    3.3 偏振控制器对传感器灵敏度的影响
    3.4 本章小结
第4章 基于多模-七芯-多模结构光纤传感器设计与研究
    4.1 传感器的制作和传感原理
    4.2 传感特性研究
        4.2.1 应变传感特性
        4.2.2 扭转传感特性
        4.2.3 温度传感特性
    4.3 双参量解调研究
        4.3.1 双参量同时测量基本原理
        4.3.2 温度-扭转同时测量
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士期间获得的成果和参与的项目
致谢



本文编号：2963795