為適應(yīng)光纖傳感器網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展,傳感器的尺寸以及靈敏度特性就至關(guān)重要。近年來各大實(shí)驗(yàn)室以及學(xué)者專家們對光纖傳感器投來了橄欖枝,發(fā)現(xiàn)了他們的價值所在�；趦�(nèi)置空腔制作的傳感器,其結(jié)構(gòu)緊湊、制作簡單、穩(wěn)固性好、響應(yīng)速度快、靈敏度高,受到研究者的廣泛關(guān)注。本論文的主要內(nèi)容是對基于端面結(jié)構(gòu)的光纖傳感器的相關(guān)理論,制備技術(shù)進(jìn)行深入的研究分析,并探索了它們的應(yīng)用前景。本論文具體內(nèi)容安排如下:1、綜述了光纖傳感技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及光纖傳感器的分類,并對他們進(jìn)行了相應(yīng)的評測。詳細(xì)介紹了其中的幾類光纖傳感器的分類以及工作原理,以及它們的發(fā)展歷程,研究現(xiàn)狀,研究意義。其中對光纖光柵應(yīng)力傳感器,分布式光纖應(yīng)力傳感器進(jìn)行了系統(tǒng)的研究分析。2、設(shè)計并制備了一種新型的基于腐蝕多模光纖月牙型的法布里-珀羅腔傳感器,其具有的超高的應(yīng)變靈敏度。同時制備了相應(yīng)尺寸的D型以及橢球型的傳感器。詳細(xì)介紹分析了傳感器的制作過程,傳感機(jī)理,并利用該傳感器分別進(jìn)行了應(yīng)變的測試,獲得了他們的應(yīng)變圖譜。對不同規(guī)格的傳感器獲得的光譜圖進(jìn)行了分析并進(jìn)行線性擬合,獲得他們的應(yīng)變靈敏度并進(jìn)行了比較。3、設(shè)計并制備了一種新型的基于腐蝕多模光纖端面的... 

【文章來源】：中國計量大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：51 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

開放式空腔傳感器實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)圖

用這種方法制作的傳感器能夠達(dá)到高于1000nm/kPa的靈敏度本實(shí)驗(yàn)中，我們使用內(nèi)徑、外徑為75、127um的毛細(xì)管。毛細(xì)管與接，然后在距離熔接點(diǎn)幾十微米的地方進(jìn)行切割。隨后將毛細(xì)管浸成了一個封閉的空氣腔，由于毛細(xì)效應(yīng)，在SMF的端面會形成一個界面會形成光的反射，連同空氣-SMF界面形成一個FP干涉儀，對于常敏感。其中石英管和空氣腔的長度分別為114um和90um。由于水用，空氣腔會被壓縮，在正常壓力下，我們可以精確測出空氣腔的。當(dāng)初始空氣腔的反射光譜為44.7、96.8、114.2um時對應(yīng)的毛細(xì)管、116、151um。所有上述腔獲得的條紋可見度都大于15dB。隨著空增加，條紋可見度會迅速衰減。當(dāng)腔長大于300um時，條紋可見度小由于空氣水界面曲率變化以及石英管本身對光的損耗引起的。綜上所述，本文提出了一種極高壓力靈敏度的可壓縮壓力FP傳感器F的端頭浸入水中，能形成一個FP空氣腔，這樣的一個FP空氣腔能壓力的改變被壓縮，并且壓力靈敏度大于1000nm/kPa。該傳感器在量，液位監(jiān)測和水聽器傳感方面有很大的發(fā)展?jié)摿Α?

其 折 射 率 靈 敏 度 高 達(dá) 851.3nm/RIU, 其 交 叉 溫 度 靈 敏 度 為 3 7RIU/℃。由于其體積小，高靈敏度，響應(yīng)時間快等優(yōu)點(diǎn)，在化學(xué)，生物和環(huán)境監(jiān)測方面有重要的應(yīng)用。最近，由于其低交叉溫度靈敏度、高RI和應(yīng)變靈敏度。微型FP腔已經(jīng)越來越多的關(guān)注。這個器件由一小段SHC PCF兩端分別與SMF熔接得到。的RI靈敏度為851.3nm/RIU,溫度靈敏度為0.273pm/℃,這表明溫度交叉靈敏僅為3.2 × 10 7RIU/℃，這比已報道的微腔光纖RI傳感器都要低。本實(shí)驗(yàn)中所使用的SHC PCF，其六角芯、空氣孔包層和整個光纖的直徑為29、73、140um，硅支柱的厚度估計為400nm。該微FP腔的制備，采用的光纖斷裂與融合技術(shù)來避免空氣孔坍塌。我們能夠通過光學(xué)顯微鏡來精制裂解過程。本實(shí)驗(yàn)中我們對腔長為27、50、75um的FP腔進(jìn)行了光譜測1550nm處 27un長的FP腔的自由光譜范圍為47.2Nm,而50和75um的長空腔為24.3和16.2nm。這表明在拼接節(jié)點(diǎn)反射光束有相當(dāng)好質(zhì)量的干涉條紋圖


本文編號：2934938