在光纖傳感領(lǐng)域,基于微孔型光纖Fabry-Perot（F-P）傳感器由于具有結(jié)構(gòu)靈活和多樣化特點(diǎn),成為了光纖傳感領(lǐng)域具有發(fā)展?jié)摿Φ膫鞲衅髦�。本文主要研究集成化、微型化以及具備多參量測量功能的微孔型F-P傳感器,設(shè)計了一種由三個內(nèi)界面構(gòu)成反射面的復(fù)合型F-P腔傳感器結(jié)構(gòu)。通過研究微孔加工技術(shù)與光纖F-P腔傳感技術(shù),制作出了三種尖端結(jié)構(gòu)的F-P傳感器。實(shí)驗(yàn)研究了傳感器對氣體環(huán)境溫度與壓力、液體環(huán)境溫度與折射率的響應(yīng)特性,采用快速傅里葉變換與傅里葉帶通濾波的方法對傳感器復(fù)合光譜進(jìn)行分離,達(dá)到多參量同時區(qū)分測量的目的。本文主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:（1）通過研究193 nm準(zhǔn)分子激光器微加工機(jī)理,優(yōu)化了激光加工系統(tǒng),采用激光成像的方法設(shè)計了加工規(guī)則微結(jié)構(gòu)圖案的光路,在二氧化硅材質(zhì)上加工出了不同規(guī)則形狀的微結(jié)構(gòu),并且實(shí)現(xiàn)了在光纖縱向上加工規(guī)則的矩形穿孔技術(shù)。結(jié)合現(xiàn)有光纖F-P傳感器技術(shù),理論分析了復(fù)合F-P腔傳感器靈敏度特性以及F-P腔的腔體尺寸與光譜效果的關(guān)系,根據(jù)傳感使用功能需求,設(shè)計了一種探頭式尖端集成復(fù)合F-P腔的傳感器結(jié)構(gòu),并建立了傳感器傳輸光譜的理論模型。（2）利用193nm準(zhǔn)分子激... 

【文章來源】：西安石油大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

準(zhǔn)分子微加工的兩種方式：(a)靜態(tài)刻蝕方式；(b)掃描直寫刻蝕方式

圖 2-1 準(zhǔn)分子微加工的兩種方式：(a) 靜態(tài)刻蝕方式；(b) 掃描直寫刻蝕方式光成像刻蝕原理光成像的方法刻蝕微結(jié)構(gòu)，主要過程是將激光光束照射在帶規(guī)則微孔激光通過光闌后在成像透鏡的一倍焦距到二倍焦距之間成像，將加工動的微位移平臺上，像是縮小的，強(qiáng)度較大，光子會直接打斷材料分溶，向上移動加工材料，則被加工的樣品可進(jìn)一步縱深方向刻蝕，從層加工。該系統(tǒng)由準(zhǔn)分子激光器、紫外光反射鏡、成像光闌、成像透成。這種微加工系統(tǒng)的微加工方式屬于并行加工，曝光成型，加工材和低成本，微加工精度取決于成像透鏡本身特性，容易調(diào)控。

圖 2-3 光纖 F-P 傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計圖 F-P 腔傳感理論，本文只討論由三個反射面組成的三個 F-P 腔傳感器示意圖，傳感器的三個反射面分別為 M1、M2 與 M3，A1、A2與 A3表示。這里假定 M1 與 M2 組成的腔是微孔腔，M2，M1 與 M3 組成的腔是組合腔，那么三個腔反射的總光強(qiáng)可21 2 1 3 1 22 2 21 2 3 1 2 1 2 32 1 3 1 2( ) exp( ) exp[ ( )]= 2 cos( ) 2cos( ) 2 cos( )I A A i A iA A A A A A AA Aλ = Δ + Δ + Δ+ + Δ Δ + Δ + Δφ1和 Δφ2分別為微孔腔和光纖腔產(chǎn)生的相位差，可用下列式子1 1 1 2 2 24 4n L ,n Lπ π λ λΔ = Δ = 7）中，L1和 n1分別是微孔腔的腔長和折射率，L2和 n2分別為傳感器的微孔腔、光纖腔和組合腔所產(chǎn)生的光程差分別可表示1 1 1 2 2 2 3 1 1 2 2OPD = 2n L , OPD = 2n L , OPD = 2n L + 2n L2-14）與式（2-15）同理推導(dǎo)得到，微孔腔與光纖腔對環(huán)境的

【參考文獻(xiàn)】：
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