基于开放式法布里—珀罗干涉仪的光纤传感器

发布时间：2024-07-04 23:24

　　光纤传感器由于它结构紧凑、轻便、抗电磁干扰和抗腐蚀的优点,已经有了长足的发展,其中相位调制光纤传感器由于采用干涉技术而具有很高的检测灵敏度。法布里-珀罗干涉仪结构的光纤传感器以其结构简单,体积小,高灵敏度,单光纤信号传输等优点得到了广泛的应用。本文制作了三种不同结构的开放式光纤法布里-珀罗传感器,在此基础上,进行了折射率、气压和温度测量方面的研究。主要工作如下:通过理论模拟研究了单模EFPI光纤传感器的干涉条纹对比度随空气FP腔长的变化关系,随着FP腔长的增加,干涉条纹对比度会逐渐下降。提出了粗毛细管结构的开放式EFPI光纤传感器的结构,利用玻璃焊剂将开放的空心毛细管和两段单模光纤焊接在一起,实现了传感器的整体无胶化。构建了基于SM125光纤传感解调仪的传感系统,利用交叉相关的信号处理技术实现对待测液体折射率的绝对测量。传感器与阿贝折射仪的测量结果对比,二者的差值在0.001RIU之内,传感器的分辨率可达10^-5RIU量级,折射率灵敏度约为10⁵nm/RIU。传感器的温度稳定性实验显示其温度灵敏度为39.59nm/℃,温度灵敏度较高,需要保持...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 相位调制型光纤传感器
    1.2 开放式光纤法布里-珀罗传感器研究进展
    1.3 选题的依据和意义
    1.4 本论文的主要研究工作
2 法布里-珀罗光纤传感器的基本原理
    2.1 法布里-珀罗光纤传感器
        2.1.1 IFPI光纤传感器典型结构
        2.1.2 EFPI光纤传感器典型结构
    2.2 EFPI传感器的干涉原理
        2.2.1 双光束干涉模型
        2.2.2 EFPI光纤传感器干涉对比度
    2.3 开放式光纤F-P传感器的传感机理
        2.3.1 折射率传感机理
        2.3.2 气压传感机理
        2.3.3 温度传感机理
    2.4 EFPI传感器的解调方法
        2.4.1 直接强度解调方法
        2.4.2 基于干涉仪的解调方法
    2.5 本章小结
3 毛细管结构开放式EFPI光纤传感器
    3.1 传感器的结构和制作过程
        3.1.1 传感器的结构
        3.1.2 传感器的制作过程
        3.1.3 对传感头进行退火
    3.2 传感系统的搭建
    3.3 折射率测量和温度稳定性实验
        3.3.1 折射率的测量
        3.3.2 温度稳定性实验
    3.4 本章小结
4 熔接结构的开放式EFPI光纤传感器
    4.1 飞秒激光微加工技术
        4.1.1 飞秒激光微加工系统
        4.1.2 飞秒激光微加工实验
    4.2 传感器的结构和制作过程
        4.2.1 传感器的结构
        4.2.2 传感器的制作过程
    4.3 折射率和气压实验
        4.3.1 折射率的测量
        4.3.2 低气压测量实验
    4.4 光子晶体光纤结构开放式EFPI光纤传感器
        4.4.1 传感器的结构及制作过程
        4.4.2 低气压测量实验
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：4000685