【摘要】：光纖傳感技術(shù)因?yàn)槠鋫鞲薪橘|(zhì)為光纖,相對(duì)于常規(guī)的傳感技術(shù)而言有著抗電磁干擾、耐腐蝕和便于布設(shè)等許多優(yōu)點(diǎn),目前已成為一個(gè)十分熱門的研究課題。隨著光纖傳感的發(fā)展,現(xiàn)在光纖傳感的主要研究方向?yàn)橥卣剐碌膫鞲袡C(jī)制和研究新的傳感光纖。微納光纖作為一種近些年來開始研究的新型光纖,其特點(diǎn)是光纖的纖徑非常小,增強(qiáng)了光在光纖中傳輸?shù)馁渴艌?chǎng),增強(qiáng)了光同外界環(huán)境的耦合,從而獲得了很多新的傳感特性。但是由于其受限于工藝水平,一般比較短,不容易進(jìn)行分布式測(cè)量。本文將高空間分辨率的布里淵相關(guān)域分析技術(shù)(BOCDA)和微納光纖相結(jié)合,探究微納光纖在不同液體環(huán)境中的布里淵頻移的變化情況,具體內(nèi)容如下:(1)理論上從布里淵頻移和有效折射率的關(guān)系出發(fā),建立了不同粗細(xì)微納光纖的布里淵頻移和外界環(huán)境折射率的函數(shù)關(guān)系,為后續(xù)實(shí)驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)。(2)搭建了高空間分辨率BOCDA系統(tǒng),發(fā)現(xiàn)并分析了高空間分辨率BOCDA的壞點(diǎn)問題,并改良傳統(tǒng)編碼為新型的循環(huán)碼的方式,將壞點(diǎn)處的信噪比提升超過兩倍,實(shí)現(xiàn)了對(duì)2-9μm不同纖徑拉錐光纖布里淵頻移的分布式測(cè)量,空間分辨率達(dá)到2.5 mm。(3)使用6-9μm的微納光纖進(jìn)行了液體折射率傳感實(shí)驗(yàn)。在外界折射率在1.34-1.44間時(shí),得到光纖的布里淵頻移隨外界折射率線性變化,得到折射率傳感最高靈敏度377MHz/RIU,最低靈敏度248MHz/RIU,為光纖分布式折射率傳感提供了新的測(cè)量手段。
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-13]。將各種傳感技術(shù)和微納光纖的新特性相結(jié)合，并研究適用于微納術(shù)，對(duì)于拓展光纖傳感領(lǐng)域的范圍以及促進(jìn)光纖傳感技術(shù)的發(fā)展顯前，已經(jīng)有很多基于微納光纖的目標(biāo)應(yīng)用于各種傳感領(lǐng)域的傳感技研究出來，如氣體傳感[14]、酒精濃度傳感[15]以及液體折射率傳感[1也有發(fā)表一些針對(duì)微納光纖中布里淵散射的研究工作。但是目前鮮體環(huán)境下的微納光纖有關(guān)布里淵散射的性質(zhì)。本論文將使用高空間淵相關(guān)域分析技術(shù)（Brillouin Optical Correlation Domin Analysis, BO微納光纖的布里淵頻移。因?yàn)?BOCDA 具有可以達(dá)到毫米量級(jí)空間分立的探究整根微納光纖各處布里淵散射在液體環(huán)境下的變化。這對(duì)里淵散射的光纖傳感技術(shù)有顯著的作用，同時(shí)這也是一種分析微納效手段。

圖 1-2 M-Z 干涉?zhèn)鞲泄饴肥疽鈭D[19]，西安石油大學(xué)的劉穎剛等[20]，使用微納光纖布拉格光的研究。他們將光纖有效折射率（隨纖芯半徑和外界折射方程結(jié)合，建立了微納光纖布拉格光柵反射波長(zhǎng)隨環(huán)境折，哈爾濱理工大學(xué) ShenT 等[21]，使用蝕刻微納光纖技術(shù)技術(shù)結(jié)合，，提出了一種磁性液體中的磁場(chǎng)傳感器，靈敏度，BrambillaG 等[22]使用一種涂層微納光纖諧振環(huán)實(shí)現(xiàn)了感器。其結(jié)構(gòu)如圖 1-3 所示，實(shí)現(xiàn)了較高的靈敏度。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP212;TN253

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