為了解決透射式光纖溫度傳感結(jié)構(gòu)不利于測(cè)試、靈敏度不高的問(wèn)題,提出并設(shè)計(jì)了反射式熊貓型保偏光纖雙折射干涉溫度傳感器。首先通過(guò)理論分析并數(shù)值仿真研究了熊貓型保偏光纖傳感臂長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)軸角度與溫度傳感靈敏度之間的關(guān)系,并通過(guò)在傳感臂端面鍍金的方式提高反射率。在此基礎(chǔ)上,搭建了光纖溫度傳感測(cè)試系統(tǒng),測(cè)試結(jié)果表明,在轉(zhuǎn)軸熔接45°、保偏光纖傳感臂長(zhǎng)度L=80 cm的條件下,50℃～56℃范圍內(nèi)傳感器靈敏度可以達(dá)到2.741 nm/℃;在保偏光纖傳感臂長(zhǎng)度為L(zhǎng)=7 cm、轉(zhuǎn)軸熔接30°的條件下,65℃～76℃范圍內(nèi)傳感器靈敏度為1.400 nm/℃。最后,把設(shè)計(jì)的溫度傳感器用于衛(wèi)星模型溫度的測(cè)量實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了傳感器應(yīng)用的可行性及有效性。不同波長(zhǎng)波谷的漂移量與溫度變化呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系。 

【文章來(lái)源】：儀器儀表學(xué)報(bào). 2020,41(08)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

圖6 兩段保偏光纖轉(zhuǎn)軸熔接45℃,L=55 cm

使用熱電偶溫度器(TESTO 922,精度0.1℃)和本文提出的反射式雙折射干涉溫度傳感器同時(shí)檢測(cè)衛(wèi)星模型的溫度變化。前者測(cè)量的溫度值作為真值,對(duì)設(shè)計(jì)的光纖傳感器進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中雙折射干涉溫度傳感器的傳感長(zhǎng)度L=10 cm,兩段保偏光纖轉(zhuǎn)軸45°熔接。在干涉譜圖中取兩個(gè)波谷(Dip1和Dip2)分別標(biāo)定光譜變化,把上面測(cè)得的兩組干涉條紋波谷值與對(duì)應(yīng)的溫度數(shù)據(jù)在同一個(gè)坐標(biāo)系中畫(huà)出,得到兩波谷值對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合曲線,如圖12所示。據(jù)此計(jì)算出此驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中溫度靈敏度分別為-1.59 nm/℃(Dip1)和-1.49 nm/℃(Dip2)。結(jié)合前文的實(shí)驗(yàn)和討論,發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合在轉(zhuǎn)軸熔接一定角度時(shí),傳感器的靈敏度隨著傳感臂長(zhǎng)的增加而增加的結(jié)論,而且不同波長(zhǎng)波谷的漂移量與溫度變化呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系。驗(yàn)證了反射式雙折射干涉溫度傳感器在實(shí)際溫度傳感應(yīng)用的可行性及有效性。

同樣的方法,在傳感臂L=30 cm的干涉譜中選取兩個(gè)波谷標(biāo)定光譜變化,得到圖7所示干涉譜圖和溫度-波長(zhǎng)線性擬合圖。圖7 兩段保偏光纖轉(zhuǎn)軸熔接45℃,L=30 cm

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3320186