干涉型双芯曲率光纤传感技术的研究

发布时间：2024-05-20 04:21

　　近年来,光纤传感器已经发展成为规模庞大的产业,被广泛的应用于国防安全、工业生产、信息传输、日常生活以及科学研究等领域,并发挥着日益重要的作用。光纤传感器之所以应用如此广泛是因为它可以利用光纤的结构特性来实现多种物理量的测量,相比其他类型的传感器而言,光纤传感器具有高灵敏度、不易受到电磁干扰、抗化学腐蚀、结构简单易于实现等优点,并且可以在恶劣条件下工作。曲率作为工程建设、桥梁和铁轨检测重要的物理参量,曲率的测量精度要求越来越高。通常情况下是通过应力和曲率之间的关系来计算出表面的曲率,这种间接求曲率的方法精度较低且不够准确。如何提高曲率传感器的测量精度和灵敏度已经成为了人们的研究热点。本论文主要以模式干涉理论为基础,利用双芯光纤的结构特点,设计了一种双芯曲率光纤传感器,论文主要的研究内容分为以下几个部分:一、对光纤传感器研究背景和分类给出了简单的介绍,详细介绍了几种不同类型的光纤传感器的研究现状,着重讨论了光纤模式理论和模式干涉原理。二、给出了用有限元法(FEM)分析的具体步骤,并且利用该方法分析了光纤模场特性和光波导传输情况。并利用双芯光纤设计了偏芯结构的干涉仪,分析了双芯光纤的结构参数...

【文章页数】：51 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1常见的四种特种光纤截面

图1.1常见的四种特种光纤截面究常常需要利用这些特殊结构的光纤实现待测物料时需要考虑光纤自身的物理特性，这样才可以扰能力等基本性能。如光纤传感器在温度传感、相位、偏振态等特征参量的影响，通过影响程了提高传感器的工作性能还需要通过加工出特殊概述及分类纤作为传导介质，把传感信息加....

图1.2光纤传感传感原理图

图1.2光纤传感传感原理图光信号经光纤传输至传感区域时，由于外界环境因素的作用导致光波的特征参量产生一定的变化进而调制光波信号，这种同时具有感知和传导两种功能的光纤传感器称为传感型(功能型)光纤传感器；而只能实现光波导的传输不能感知外界参量的光纤传感器称之为传光型（非功能型）....

图1.3干涉型光纤传感器的种类

第一章绪论干涉原理也可以将其称为干涉型光纤传感器。利用光纤结构多样性制作干涉型光纤传感器；只要外界待测量能够引起干涉结构中光程差发生改传感器实现物理量的测量，目前基于干涉原理的光纤传感器已经广泛应活。采用的干涉型光纤传感器既可以传输光波导又可以感知外界待测量的变感型光纤传感器。....

图1.4M-Z干涉仪结构原理图

图1.3干涉型光纤传感器的种类1基于马赫增德尔（M-Z）干涉原理的光纤传感器的研究现状赫增德尔干涉结构在科学研究中应用最为广泛，其原理图如图1.4所示：

本文编号：3978952