本文提出并制備了一種帶微通道的線內(nèi)空氣腔光纖干涉儀,對(duì)其進(jìn)行了關(guān)于氣壓和折射率的工作原理,傳感特性的研究,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量和分析。同時(shí),對(duì)生物傳感應(yīng)用做了初步探究。主要工作內(nèi)容包括:1.提出并制備了一種帶微通道的線內(nèi)空氣腔光纖干涉儀。該干涉儀是將單模光纖通過飛秒激光加工系統(tǒng)的刻蝕,熔接機(jī)的熔接,加熱微拉錐,飛秒激光在空氣腔側(cè)邊刻蝕微通道等步驟,成功制備了具有單通道和雙通道的線內(nèi)空氣腔光纖干涉儀。2.對(duì)基于帶單微通道的干涉儀首先進(jìn)行了應(yīng)力傳感實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該干涉儀可以承受一定范圍的應(yīng)力,具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定堅(jiān)固的優(yōu)點(diǎn)。然后分別進(jìn)行了溫度傳感和氣壓傳感實(shí)驗(yàn),分別得到溫度靈敏度為33.06 pm/℃,氣壓靈敏度為-12.97nm/MPa。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可知,該干涉儀也受溫度的影響,這樣在氣壓傳感實(shí)驗(yàn)中就很難區(qū)分出波長(zhǎng)的漂移是否由氣壓的變化還是由溫度的變化產(chǎn)生的漂移,即溫度交叉敏感。精確的氣壓干涉儀在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)該考慮溫度補(bǔ)償,故在本實(shí)驗(yàn)中,為了精確的測(cè)量氣壓,進(jìn)一步探究,用溫度補(bǔ)償?shù)姆椒▽?shí)現(xiàn)氣壓和溫度的同時(shí)獲得�；谠摳缮鎯x的傳感器具有對(duì)氣壓快速感應(yīng),結(jié)構(gòu)緊湊,氣壓靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)。3.對(duì)該干涉儀進(jìn)行了生物傳感的初步探究。在進(jìn)行生物傳感實(shí)驗(yàn)之前,考慮到探究對(duì)象為溶液,為了使溶液可以成功的灌入干涉儀中的空氣腔,干涉儀由原來的單個(gè)微通道增加至兩個(gè)微通道。首先進(jìn)行了應(yīng)力實(shí)驗(yàn),用來檢測(cè)干涉儀的結(jié)構(gòu)堅(jiān)固性�？紤]到光在液體中傳輸可能會(huì)有很大的損耗,為了更好的進(jìn)行生物傳感實(shí)驗(yàn),首先進(jìn)行了折射率范圍與牛血清白蛋白溶液接近的NaCl溶液的液體折射率實(shí)驗(yàn),得到其液體折射率靈敏度高達(dá)-13378.00nm/RIU。進(jìn)一步將其應(yīng)用于生物傳感,實(shí)現(xiàn)干涉儀對(duì)于牛血清白蛋白溶液濃度的測(cè)量,得到其濃度靈敏度為-58.5nm/(mg/ml),并驗(yàn)證了其具有良好的穩(wěn)定性。綜上所述,帶微通道的線內(nèi)空氣腔光纖干涉儀具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固,緊湊的優(yōu)點(diǎn),基于其良好的氣壓靈敏度,液體折射率靈敏度,在光纖應(yīng)用領(lǐng)域具有很大的前景。
【學(xué)位單位】：中國(guó)計(jì)量大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TH744.3
【部分圖文】：

圖 1.1 基于無(wú)芯光纖的實(shí)心腔光纖干涉儀.2， 2014 年，Yaxun Zhang 等人將一小截多模光纖熔接作為反射單模光纖的另一端鍍金膜，增加反射率，光路剪頭所示，構(gòu)成了一個(gè)邁克爾遜干涉儀。其中多模光纖單模光纖中的包層模式，并通過理論和實(shí)驗(yàn)分析論證，的傳感效應(yīng)[9]。圖 1.2 基于多模光纖的邁克爾遜干涉儀3，2015 年，Li Lijun 等人將一段長(zhǎng)為 15 毫米的細(xì)芯光纖之間，然后將其分別與單模光纖熔接，兩段單模光纖構(gòu)成了一個(gè)馬赫-曾德光纖干涉儀。研究其溫度傳感特性數(shù)核心和包層模式，干涉條紋隨著環(huán)境溫度而發(fā)生漂移

交叉靈敏度的問題[8]。圖 1.1 基于無(wú)芯光纖的實(shí)心腔光纖干涉儀1.2， 2014 年，Yaxun Zhang 等人將一小截多模光纖熔接作為反射單模光纖的另一端鍍金膜，增加反射率，光路剪頭所示，構(gòu)成了一個(gè)邁克爾遜干涉儀。其中多模光纖單模光纖中的包層模式，并通過理論和實(shí)驗(yàn)分析論證，的傳感效應(yīng)[9]。

2014 年，Yaxun Zhang 等人將一小截多模光纖熔接作為反射單模光纖的另一端鍍金膜，增加反射率，光路剪頭所示，構(gòu)成了一個(gè)邁克爾遜干涉儀。其中多模光纖單模光纖中的包層模式，并通過理論和實(shí)驗(yàn)分析論證，的傳感效應(yīng)[9]。圖 1.2 基于多模光纖的邁克爾遜干涉儀3，2015 年，Li Lijun 等人將一段長(zhǎng)為 15 毫米的細(xì)芯光纖之間，然后將其分別與單模光纖熔接，兩段單模光纖構(gòu)成了一個(gè)馬赫-曾德光纖干涉儀。研究其溫度傳感特性數(shù)核心和包層模式，干涉條紋隨著環(huán)境溫度而發(fā)生漂移達(dá) 157pm/℃[10]。
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本文編號(hào)：2838250