本文關(guān)鍵詞：基于S型光纖的傳感機(jī)理及應(yīng)用研究

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【摘要】：S型光纖是一種特殊結(jié)構(gòu)的光纖,與普通的光纖相比,S型光纖具有將纖芯中的光耦合到包層中,或?qū)鼘又械墓怦詈系嚼w芯中的特性。本論文研究的基于S型光纖的傳感結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制作容易,靈敏度較高。可被用于制作各種光纖傳感器。本課題的主要研究?jī)?nèi)容如下1、查閱光纖傳感器的相關(guān)學(xué)術(shù)論文及國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn),介紹S型光纖傳感器的發(fā)展背景,應(yīng)用原理和應(yīng)用前景,并對(duì)不同的S型光纖結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類和闡述并介紹其制作方法,對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹和簡(jiǎn)評(píng),對(duì)其發(fā)展前景和應(yīng)用進(jìn)行展望。2、提出了一種在S型光纖上刻蝕長(zhǎng)周期光柵的傳感結(jié)構(gòu)。主要介紹了S型光纖的熔接方法,對(duì)該傳感結(jié)構(gòu)的工作原理進(jìn)行了理論分析,仿真了纖芯和包層的模擬場(chǎng)分布。對(duì)干涉光譜進(jìn)行快速傅里葉變換,分析干涉譜的頻率特性。3、介紹了微位移測(cè)量的原理,進(jìn)行了微位移實(shí)驗(yàn),繪制諧振波長(zhǎng)處的波長(zhǎng)或光強(qiáng)變化的曲線,并繪制微位移與波長(zhǎng)或光強(qiáng)的非線性擬合曲線。4、利用在S型光纖上刻蝕長(zhǎng)周期光柵的傳感結(jié)構(gòu),進(jìn)行溫度和曲率的測(cè)量。分析了曲率和溫度測(cè)量的相關(guān)原理,實(shí)現(xiàn)了,曲率和溫度的傳感和測(cè)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明傳感器具有不錯(cuò)的靈敏度.5、設(shè)計(jì)系統(tǒng)解調(diào)電路中的濾波和放大電路,以及基于STM32的控制單元的設(shè)計(jì)和軟件的設(shè)計(jì),該系統(tǒng)的檢測(cè)誤差范圍控制在0.5dBm之內(nèi)。
【關(guān)鍵詞】：光纖傳感器 S型光纖 長(zhǎng)周期光纖光柵 微位移測(cè)量 溫度測(cè)量 曲率測(cè)量
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)計(jì)量學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN253;TP212
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-14
• 1 緒論14-25
• 1.1 研究背景及意義14-17
• 1.2 基于S型光纖傳感技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀17-24
• 1.2.1 纖芯直徑不變型S型光纖的特征及應(yīng)用17-19
• 1.2.2 纖芯直徑不變型S型光纖的特征及應(yīng)用19-23
• 1.2.3 基于光子晶體光纖的S型光纖的特征及應(yīng)用23-24
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容24-25
• 2 S型光纖基本原理及傳感頭制備25-33
• 2.1 S型光纖基本原理25-27
• 2.2 基于S型光纖LPG原理27-28
• 2.3 基于S型光纖LPG傳感頭的制備28-32
• 2.3.1 傳感頭的制備28-30
• 2.3.2 基于S型光纖LPG透射光譜和頻譜研究30-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 3 基于S型光纖LPG的傳感應(yīng)用33-48
• 3.1 微位移傳感應(yīng)用33-39
• 3.1.1 微位移傳感研究背景33-34
• 3.1.2 微位移傳感實(shí)驗(yàn)裝置與原理34-35
• 3.1.3 微位移傳感實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論35-39
• 3.2 溫度傳感應(yīng)用39-42
• 3.2.1 溫度傳感研究背景39-40
• 3.2.2 溫度傳感實(shí)驗(yàn)裝置與原理40-41
• 3.2.3 溫度傳感實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論41-42
• 3.3 曲率傳感應(yīng)用42-46
• 3.3.1 曲率傳感研究背景42
• 3.3.2 曲率傳感實(shí)驗(yàn)裝置與原理42-43
• 3.3.3 曲率傳感實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論43-46
• 3.4 本章小結(jié)46-48
• 4 光信號(hào)強(qiáng)度解調(diào)電路設(shè)計(jì)48-62
• 4.1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)48-49
• 4.2 光纖弱信號(hào)的電轉(zhuǎn)換49-54
• 4.2.1 PIN光電探測(cè)器49-52
• 4.2.2 前置放大模塊52-53
• 4.2.3 A/D轉(zhuǎn)換電路53-54
• 4.2.4 TFT液晶顯示電路54
• 4.3 基于STM32的硬件電路54-56
• 4.4 軟件設(shè)計(jì)56-61
• 4.4.1 軟件系統(tǒng)分析56-58
• 4.4.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理結(jié)果58-61
• 4.5 本章小結(jié)61-62
• 5 總結(jié)與展望62-64
• 5.1 主要工作和結(jié)論62-63
• 5.2 改進(jìn)和展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 作者簡(jiǎn)歷68

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