發(fā)布時(shí)間：2022-01-15 21:54

　　隨著光學(xué)的發(fā)展,光纖傳感技術(shù)也在不斷進(jìn)步,通訊領(lǐng)域中光纖也占有核心地位,光纖傳感技術(shù)因?yàn)槔霉庑盘?hào)作為信息的載體,并且以光纖進(jìn)行信號(hào)傳輸,所以安全性高。并且傳輸過程中是光信號(hào)所以抗電磁干擾能力強(qiáng),如可以在易燃易爆的危險(xiǎn)環(huán)境工作,并且可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測(cè)量等。傳統(tǒng)的光纖耦合器是具有分光作用的器件,光纖耦合器是一種光無源器件,當(dāng)然在檢測(cè)和傳感方面的研究也具有重要意義。首先,介紹了幾種干涉型的光纖傳感器,對(duì)光纖耦合器的發(fā)展、應(yīng)用和分類情況進(jìn)行了介紹,并且簡(jiǎn)單介紹了近幾年中,對(duì)于光纖耦合器在各種物理參數(shù)的研究現(xiàn)狀,如折射率、溫度、氣體濃度、磁場(chǎng)和電流等。其次,理論上分析了光纖耦合器的原理和耦合理論,關(guān)于光纖耦合器的三種制備方法進(jìn)行了介紹。本文中采用熔錐法制作光纖耦合器,隨后制備了2×2熔錐型光纖耦合器,對(duì)溫度、軸向微應(yīng)變和鹽溶液濃度進(jìn)行了傳感特性的研究,研究結(jié)果表明,裸光纖（未附著任何增敏材料）的光纖耦合器,溫度傳感能力較差,幾乎無法實(shí)現(xiàn)溫度的傳感。對(duì)軸向微應(yīng)變和鹽溶液濃度的傳感特性進(jìn)行了傳感實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到2×2光纖耦合器的軸向微應(yīng)變靈敏度達(dá)到0.0129nm/με,而鹽溶液濃度的靈敏度為127... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【圖文】：

光纖Mach-Zenhder干涉儀原理圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-3-（2）光纖Michelson干涉儀光纖Mach-Zenhder干涉儀的原理如圖1-2所示，同樣利用的是雙光束干涉原理，但與光纖Mach-Zenhder干涉儀不同的是，光纖Michelson干涉儀為反射式干涉儀。由光源發(fā)出的光，經(jīng)過傳輸?shù)竭_(dá)3dB耦合器，一束光分成兩束，分別圖1-2光纖Michelson干涉儀的原理圖在傳感臂和參考臂中傳輸。當(dāng)傳輸?shù)墓獾竭_(dá)測(cè)試端后，返回到3dB耦合器后再次相遇，再到達(dá)探測(cè)器由探測(cè)器接收。過程中，兩束光同樣實(shí)現(xiàn)了光束的一分為二，再合二為一的過程，因?yàn)閭鞲斜鄣墓馐芡饨绛h(huán)境調(diào)制的作用，使得兩束光形成相位差，因此將獲得的輸出信號(hào)解調(diào)，即可推出外界環(huán)境的物理參數(shù)變化數(shù)值。因?yàn)闇y(cè)試的為反射光的相位差，所以對(duì)于反射端面的要求高，使得返回的光束盡可能多的原路返回，與此同時(shí)，會(huì)有反射光可能會(huì)回到光源處，也會(huì)對(duì)光源造成一定的影響，因此在這方面，透射式的Mach-Zenhder干涉儀更加具有優(yōu)勢(shì)，但傳感臂長(zhǎng)度距離一定時(shí)，因?yàn)镸ichelson干涉儀中光傳輸?shù)穆烦淌荕ach-Zenhder干涉儀的兩倍，所以這種情況下Michelson干涉儀的測(cè)量精度相對(duì)較高一些。（3）Fabry–Perot干涉儀Fabry–Perot干涉儀的原理圖如圖1-3所示，其主要是存在一個(gè)干涉腔，與前面兩個(gè)干涉儀不同的是，F(xiàn)abry–Perot干涉儀是多光束干涉，由光源發(fā)出的光經(jīng)過圖1-3Fabry–Perot干涉儀的原理示意圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-3-（2）光纖Michelson干涉儀光纖Mach-Zenhder干涉儀的原理如圖1-2所示，同樣利用的是雙光束干涉原理，但與光纖Mach-Zenhder干涉儀不同的是，光纖Michelson干涉儀為反射式干涉儀。由光源發(fā)出的光，經(jīng)過傳輸?shù)竭_(dá)3dB耦合器，一束光分成兩束，分別圖1-2光纖Michelson干涉儀的原理圖在傳感臂和參考臂中傳輸。當(dāng)傳輸?shù)墓獾竭_(dá)測(cè)試端后，返回到3dB耦合器后再次相遇，再到達(dá)探測(cè)器由探測(cè)器接收。過程中，兩束光同樣實(shí)現(xiàn)了光束的一分為二，再合二為一的過程，因?yàn)閭鞲斜鄣墓馐芡饨绛h(huán)境調(diào)制的作用，使得兩束光形成相位差，因此將獲得的輸出信號(hào)解調(diào)，即可推出外界環(huán)境的物理參數(shù)變化數(shù)值。因?yàn)闇y(cè)試的為反射光的相位差，所以對(duì)于反射端面的要求高，使得返回的光束盡可能多的原路返回，與此同時(shí)，會(huì)有反射光可能會(huì)回到光源處，也會(huì)對(duì)光源造成一定的影響，因此在這方面，透射式的Mach-Zenhder干涉儀更加具有優(yōu)勢(shì)，但傳感臂長(zhǎng)度距離一定時(shí)，因?yàn)镸ichelson干涉儀中光傳輸?shù)穆烦淌荕ach-Zenhder干涉儀的兩倍，所以這種情況下Michelson干涉儀的測(cè)量精度相對(duì)較高一些。（3）Fabry–Perot干涉儀Fabry–Perot干涉儀的原理圖如圖1-3所示，其主要是存在一個(gè)干涉腔，與前面兩個(gè)干涉儀不同的是，F(xiàn)abry–Perot干涉儀是多光束干涉，由光源發(fā)出的光經(jīng)過圖1-3Fabry–Perot干涉儀的原理示意圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]光纖耦合器的理論、設(shè)計(jì)及進(jìn)展[J]. 林錦海,張偉剛.  物理學(xué)進(jìn)展. 2010(01)
[4]基于熔錐光纖耦合器的溶液濃度傳感器[J]. 史杰,陳振宜,龐拂飛,王廷云.  上海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(06)
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[6]我國(guó)光纖傳感技術(shù)現(xiàn)狀和展望[J]. 廖延彪.  光電子技術(shù)與信息. 2003(05)



本文編號(hào)：3591387