光纖傳感器由于抗電磁干擾、空間小、精度高等諸多優(yōu)點,在國防軍事、石油化工、人工智能等許多領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。內(nèi)部有空氣孔的特種光纖,比如光子晶體光纖、空芯光纖等,在制成特殊結(jié)構(gòu)的傳感器時可以實現(xiàn)新特性,從而改善傳感器的性能。雙空芯光纖是由石英包層及兩個對稱的空氣孔構(gòu)成,光從單模光纖直接進入雙空芯光纖的包層,將激發(fā)出多階模式,在出射端形成多模干涉效應(yīng),從而能夠?qū)崿F(xiàn)折射率、溫度及曲率等的傳感,在很多領(lǐng)域都具有應(yīng)用價值。本論文對于雙空芯光纖的傳感特性進行了理論和實驗研究,主要工作如下:首先,闡述了光纖中光波傳輸?shù)幕纠碚摵头治龇椒?通過仿真給出雙空芯光纖內(nèi)部的模場;設(shè)計了雙空芯光纖與單模光纖連接的傳感器結(jié)構(gòu),仿真分析雙空芯光纖中以及與單模光纖連接處的光場傳輸情況,并對寬帶透射譜進行分析。之后,開展了基于雙空芯光纖傳感器的折射率傳感的仿真與實驗工作。設(shè)計了三個具有不同長度雙空芯光纖的傳感器,分別進行折射率傳感的仿真分析和實驗測量,并進行傳感性能對比。實驗結(jié)果表明,該雙空芯光纖的傳感器具有很高的折射率傳感靈敏度,在折射率區(qū)間為1.43-1.445內(nèi)最高可達到1351 nm/RIU,在低折射率區(qū)間表現(xiàn)出... 

【文章來源】：北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景與意義
    1.2 光纖傳感器概述
    1.3 基于多模干涉的光纖折射率傳感器研究現(xiàn)狀
        1.3.1 光纖光柵傳感器
        1.3.2 多模光纖傳感器
        1.3.3 單模光纖傳感器
    1.4 空氣孔規(guī)則分布的光纖傳感器研究現(xiàn)狀
        1.4.1 光子晶體光纖傳感器
        1.4.2 空芯光纖傳感器
        1.4.3 雙空氣孔光纖傳感器
    1.5 本論文主要研究內(nèi)容
第二章 光纖中光波傳輸原理
    2.1 光纖基本結(jié)構(gòu)
    2.2 光波傳輸基本原理
        2.2.1 幾何光學(xué)分析法
        2.2.2 波動光學(xué)分析法
    2.3 雙空芯光纖的模場
    2.4 本章小結(jié)
第三章 雙空芯光纖傳感器仿真研究
    3.1 傳感器結(jié)構(gòu)
    3.2 傳感器中傳輸?shù)墓鈭?br>    3.3 透射光譜仿真分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 雙空芯光纖折射率傳感仿真與實驗研究
    4.1 折射率傳感實驗系統(tǒng)
    4.2 折射率傳感仿真和實驗
    4.3 寬帶光譜的折射率傳感實驗
    4.4 本章小結(jié)
第五章 雙空芯光纖溫度與曲率傳感研究
    5.1 溫度傳感仿真與實驗
    5.2 曲率傳感實驗
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3175090