基于球形结构级联的光纤传感器研究

发布时间：2021-10-11 00:24

　　光纤传感器,尤其是基于马赫-曾德（M-Z）干涉的光纤传感器更是在近年来得到了广泛的研究和发展,其如何应用于对外界物理量的测量已经成为了一项研究的热点。马赫-曾德干涉形的光纤传感器具有很多优点,例如体积小、结构强度高,对外界干扰抗性较强,而且具有较高的灵敏度。本课题旨在研究基于球形结构的马赫-曾德光纤传感器理论、制作与应用,并将两个简单的基于球形结构的光纤传感器进行级联,研究两组传感器级联后的传感特性并通过实验验证联后的传感器在外界物理量的测量传感中的应用情况。本课题的具体内容如下:1、查阅大量参考文献,结合文献的研究情况,介绍了球形结构光纤传感器的研究背景、制作原理以及发展前景。通过制作不同长度的球形结构光纤传感器,并进行Rsoft模拟仿真,研究讨论不同长度的传感器的特性。2、在已有传感器的理论和实验基础上提出一种基于三个球形球形结构构成的光纤马赫-曾德传感器。本文介绍了球形传感器的制作步骤及方法,分析了该传感器的理论基础及仿真结果。通过实验结果分析了干涉光谱的频谱特性。利用所制作的传感器对温度、折射率和微位移进行了测量,通过对实验所得光谱的漂移情况进行数据处理,讨论了外界物理量变化对... 

【文章来源】：中国计量大学浙江省

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

基于多模和花生形结构的光纤M-Z传感器及其实验装置

温度的灵敏度为 0.059 nm/℃。图 1.2 基于多模和花生形结构的传感器折射率和温度测量结果图1.2.2 基于空芯光纤的 M-Z 传感器基于空芯光纤的 M-Z 传感器结构如图 1.3 所示[20]，是由两段单模光纤和一段空芯光纤组成。在光纤熔接机中采用手动模式将单模光纤和空芯光纤的中心端面对齐放电形成 M-Z 传感器。纤芯中的光在经过第一个熔接点时由于纤芯直径不匹配导致部分纤芯中的光进入空芯光纤的包层中形成高阶模，这些高阶模在第二个熔接点处重新耦合回纤芯与空芯光纤纤芯中传播的光形成干涉。图 1.3 基于空芯光纤的 M-Z 传感器结构图透射光谱中条纹对比度(FC)可以表示为：corecladdingcorecladdingcorecladdingcorecladdingIIIIIIIIFC 2210 lg(1-4)从公式中可以看出条纹对比度随着claddingI的减小而减小，而claddingI随着空芯光

图 1.2 基于多模和花生形结构的传感器折射率和温度测量结果图基于空芯光纤的 M-Z 传感器于空芯光纤的 M-Z 传感器结构如图 1.3 所示[20]，是由两段单模光纤和光纤组成。在光纤熔接机中采用手动模式将单模光纤和空芯光纤的中齐放电形成 M-Z 传感器。纤芯中的光在经过第一个熔接点时由于纤芯配导致部分纤芯中的光进入空芯光纤的包层中形成高阶模，这些高阶个熔接点处重新耦合回纤芯与空芯光纤纤芯中传播的光形成干涉。

【参考文献】：
期刊论文
[1]光纤纤芯及包层模有效折射率计算及仿真[J]. 李丽君,来永政,曹茂永,刘超,袁雪梅,张旭,管金鹏,史静,李晶.  物理学报. 2013(14)



本文编号：3429435