在线型光纤干涉仪的传感技术研究

发布时间：2024-04-20 15:42

　　在线型光纤干涉仪具有结构紧凑、体积小、抗电磁干扰、灵敏度高、全光纤化等优点,被广泛地应用于石油化工、生物医学、建筑结构、航空航天等诸多领域。本论文以在线型光纤干涉仪的原理、制作、理论分析和实验探究为研究主线,设计并制作了四种在线型光纤干涉仪,实验研究了不同结构的在线型光纤干涉仪对液体折射率、液位、温度、湿度等物理参量的传感响应特性。论文的主要研究工作和结论如下:(1)设计并制作了一种基于单模-多模光纤结构的光纤迈克尔逊干涉仪,对其液体折射率响应特性进行了实验研究。实验结果表明:在1.3333¹.3796 RIU液体折射率范围内,多模光纤长度为11 mm的传感器的折射率响应灵敏度为-92.43 dB/RIU,温度传感实验表明溶液温度变化对液体折射率测量影响误差为-1.08×10^-44 RIU/℃。传感器具备良好的重复性和稳定性,可以实现室温下温度不敏感的液体折射率测量。(2)设计并制作了一种基于单模-细径光纤结构的光纤迈克尔逊干涉仪,实现了液体折射率、液位的高灵敏度测量。实验结果显示细径光纤为7 mm的传感器在1.333¹...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1普通光纤结构

第二章光纤干涉仪原理7第二章光纤干涉仪原理2.1光纤基本理论2.1.1光纤的结构光纤的基本结构是两层圆柱状介质的环套，内层为纤芯，外层为包层。光在光纤内部基于全反射原理传输，因此光纤纤芯折射率大于包层折射率。按纤芯折射率的分布方式，光纤分为阶跃折射率光纤和梯度折射率光纤。其中阶跃....

图2-2光纤端面显微照片

第二章光纤干涉仪原理7第二章光纤干涉仪原理2.1光纤基本理论2.1.1光纤的结构光纤的基本结构是两层圆柱状介质的环套，内层为纤芯，外层为包层。光在光纤内部基于全反射原理传输，因此光纤纤芯折射率大于包层折射率。按纤芯折射率的分布方式，光纤分为阶跃折射率光纤和梯度折射率光纤。其中阶跃....

图2-2光纤端面显微照片

第二章光纤干涉仪原理7第二章光纤干涉仪原理2.1光纤基本理论2.1.1光纤的结构光纤的基本结构是两层圆柱状介质的环套，内层为纤芯，外层为包层。光在光纤内部基于全反射原理传输，因此光纤纤芯折射率大于包层折射率。按纤芯折射率的分布方式，光纤分为阶跃折射率光纤和梯度折射率光纤。其中阶跃....

图2-3子午光线全反射轨迹[36]

西安石油大学硕士学位论文8在传播过程中，入射光线、反射光线和传播轨迹均在子午面内。如图2-3所示，为子午光线在光纤中的传输光路图。图2-3子午光线全反射轨迹[36]环境折射率记作0n，光纤纤芯折射率记作1n，光纤包层折射率记作2n,其中0n<2n<1n。图2-3中，光线从介质中以....

本文编号：3959629