空心玻璃球微腔光纤法珀传感器研究

发布时间：2021-12-28 14:21

　　随着光纤传感器的种类和制备工艺日趋多样,光纤传感器的应用领域不断扩展,小型化的微结构光纤传感器应运而生。其中微结构的光纤法布里-珀罗（法珀）传感器更是传感领域的研究热点,研究者从选用新型材料、改进制备工艺、提高传感器的性能等方面制备出新型的光纤法珀传感器。本文基于光纤法珀干涉原理设计了一种空心玻璃球微腔光纤法珀传感器,并对制备的传感器的传感性能进行了实验测量。完成的主要研究内容如下:（1）介绍了基于多种原理的微结构传感器的研究进展,比较分析各种不同结构和制作工艺条件下的传感性能,按照目前优化制备工艺和降低制作成本的微结构光纤传感技术路线,确定了研究方向。（2）在光纤法珀传感器结构和干涉理论的基础上分析了端面反射率对干涉光谱精细度的影响,以及不同端面反射率下干涉光谱的形状;制备出一种双光束法珀干涉结构;并重点介绍了傅里叶变换与最小均方差联合解调算法;最后workbench有限元分别仿真分析了空心玻璃球微腔的温度和压强的形变分布。（3）设计了一种制作简单、成本低的空心玻璃球微腔光纤法珀传感结构,介绍了两种固定方式:双端固定式和单端固定式。（4）实验验证了空心玻璃球微腔光纤法珀传感器的温度特... 

【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

Chen等人[26]

测量的温度可以达到了 710℃。2007 年 Cibula 等人[28]熔接单模光纤和多模光纤并辅助腐蚀的方式制备出了光纤空气微腔，形成法珀腔。其具体制备方法是在单模光纤上熔接一段纤芯为 62.5μm 的多模光纤，然后切掉多余的多模光纤，用氢氟酸腐蚀多模光纤的纤芯制作出半微腔，最后在多模光纤熔接上单模光纤，就得到了微腔结构。通过控制熔接的放电功率和放电时间可以得到如图 1-3 所示的锥形微腔，该报导者把制备的法珀传感器应用于应力的测量。这些研究都是利用氢氟酸与石英材料和石英掺杂材料的化学反应速率不同，在光纤末端制备出不同形状的腔体，然后用熔接的方式得到微结构光纤法珀传感结构。图 1-1 Chen 等人[26]制备的结构

Cibula等人[28]

【参考文献】：
期刊论文
[1]中空玻璃微球性质及其应用[J]. 杜娟,华磊,段辉平.  科技导报. 2013(15)
[2]基于三次样条插值的光纤F-P传感器傅里叶变换解调研究[J]. 雷小华,陈伟民,章鹏,朱永.  光子学报. 2008(04)
[3]光纤法珀传感器及其在桥梁应变监测中的应用[J]. 熊先才,朱永,符欲梅,章鹏,陈伟民,张永兴.  重庆建筑大学学报. 2007(03)
[4]最小均方差算法在智能天线非盲波束形成中的应用[J]. 刘胜杰,李媛.  电子测量技术. 2007(01)

博士论文
[1]光纤气泡微腔传感及回音壁模式调控技术[D]. 刘申.深圳大学 2017

硕士论文
[1]基于频移干涉技术的光纤F-P传感器复用方法研究[D]. 郑安贵.武汉理工大学 2014
[2]光纤法布里—珀罗微压传感器解调技术研究[D]. 蔡东艳.南京师范大学 2014
[3]基于磁流体与长周期光纤光栅的磁场传感器研究[D]. 邬林.武汉理工大学 2012



本文编号：3554212