本文關(guān)鍵詞： 光纖扭曲傳感 偏振特性 傾斜光纖光柵 保偏光纖　出處：《中國計量學(xué)院》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：由于具有靈敏度高、體積小以及適應(yīng)苛刻的測量環(huán)境等特點,光纖傳感器在傳感領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。本文主要研究基于偏振特性的光纖扭曲傳感器,并根據(jù)偏振特性設(shè)計了光纖扭曲傳感器。文章分析了傳感原理,制作方法及應(yīng)用。主要研究內(nèi)容有:1、介紹了光纖偏振特性的發(fā)展過程,并且簡要的介紹了利用偏振特性的光纖扭曲傳感領(lǐng)域的應(yīng)用。2、具體分析了保偏光纖和傾斜光纖光柵的偏振特性。傾斜光纖光柵因為破壞了光纖的圓對稱性,因此它激發(fā)的包層膜具有偏振特性。保偏光纖由于正交軸上的折射率值差別較大而具有偏振保持能力。光纖扭曲會使光纖中的偏振光在不同偏振態(tài)之間發(fā)生發(fā)生變化。3、提出了一種基于TFBG偏振特性的扭曲傳感器。該傳感器由單模光纖熔接一個長度為1cm且傾角為10o的TFBG組成。實驗中,隨著光纖扭曲角度的變化而在兩個正交方向上(P偏振態(tài)和S偏振態(tài))的透射峰中的包層模式呈現(xiàn)類似三角函數(shù)的曲線。在-180o到180o的測量范圍內(nèi),本實驗得到的扭曲傳感靈敏度為0.299d B/o。在這個實驗的基礎(chǔ)上,又提出一種基于鍍金TFBG的偏振特性的扭曲傳感器。在-180o到180o的測量范圍內(nèi),扭曲傳感器的靈敏度可達(dá)到0.2958d B/o。4、提出了一種基于保偏光纖偏振特性的扭曲光纖傳感器,保偏光纖兩端通過熔接機(jī)錯位熔接普通單模光纖構(gòu)成馬赫曾德干涉結(jié)構(gòu)。當(dāng)保偏光纖發(fā)生扭曲時,快軸(或者慢軸)對應(yīng)的干涉峰會有周期性變化。分別對在順時針和逆時針兩個方向的扭曲測量,最終在扭曲范圍0o-180o內(nèi),測量的扭曲最高靈敏度為0.624dB/o·m-1。
[Abstract]:Because of its high sensitivity, small size and adaptability to harsh measurement environment, fiber optic sensor is widely used in sensor field. In this paper, optical fiber twisting sensor based on polarization characteristics is studied. According to the polarization characteristics, the fiber twisting sensor is designed. The sensing principle, fabrication method and application are analyzed in this paper. The main research content is: 1, and the development process of the polarization characteristic of the fiber is introduced. The polarization characteristics of polarization maintaining fiber and tilted fiber grating are analyzed in detail. Therefore, the cladding film excited by it has polarization characteristics. Polarization maintaining fiber has polarization retention ability because of the great difference in refractive index values on orthogonal axis. The distortion of optical fiber will cause polarized light in optical fiber to occur between different polarization states. A twisting sensor based on the polarization characteristics of TFBG is proposed. The sensor is composed of a TFBG with a length of 1 cm and an angle of 10 o. The cladding patterns in the transmission peaks of P polarization and S polarization in two orthogonal directions show a curve similar to trigonometric functions with the variation of the twisted angle of the fiber. In the range of -180o to 180o, The sensitivity of the twisting sensor obtained in this experiment is 0.299dB / o. on the basis of this experiment, a kind of twisting sensor based on the polarization characteristics of gold-plated TFBG is proposed. In the range of -180o to 180o, The sensitivity of the twisting sensor can reach 0.2958 dB / o. 4. A kind of twisting fiber sensor based on polarization characteristics of polarization maintaining fiber is proposed. The two ends of the polarization-maintaining fiber are staggered by the welding machine to weld the common single-mode fiber to form a Mach Zende interference structure. When the polarization maintaining fiber is distorted, The interference summit corresponding to the fast axis (or the slow axis) has periodic variation. The maximum sensitivity of the measurement is 0.624 dB / o 路m ~ (-1) for both clockwise and counterclockwise twisting measurements in the distortion range of 0o-180o.
【學(xué)位授予單位】：中國計量學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN253

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本文編號：1529493