隨著現(xiàn)代光電子技術(shù)的發(fā)展,光纖傳感器以其結(jié)構(gòu)簡單、耐高溫和抗電磁干擾等特點(diǎn)被越來越多的應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、軍事裝備、環(huán)境監(jiān)測、生物化學(xué)等眾多領(lǐng)域。折射率參數(shù)作為水質(zhì)監(jiān)測傳感以及生物化學(xué)指標(biāo)評價中的關(guān)鍵參數(shù),如何采用光學(xué)方法快速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)液體折射率的測量是近年來國內(nèi)外光纖傳感領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。鑒于上述實(shí)際工程需求,本文提出了一種基于表面等離子體共振原理的D型雙芯光纖折射率傳感器方案,并對該折射率傳感方案進(jìn)行深入的理論仿真分析和大量的實(shí)驗(yàn)研究工作,論文主要內(nèi)容包括:首先,在大量查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,對光纖折射率傳感技術(shù)的研究現(xiàn)狀和意義進(jìn)行了介紹,重點(diǎn)分析了表面等離子體共振技術(shù),對其產(chǎn)生的機(jī)理、方法和存在的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的論述。其次,從理論上對表面等離子體共振原理進(jìn)行了深入的研究,分析了倏逝場原理、表面等離子波原理以及雙芯光纖耦合原理,討論了表面等離子體共振的產(chǎn)生的機(jī)理以及折射率傳感模型的建立和分析方法。再次,用COMSOL Multiphysics軟件對D型雙芯光纖折射率傳感特性進(jìn)行了深入的仿真分析與數(shù)值計(jì)算,研究了側(cè)邊拋磨式D型雙芯光纖結(jié)構(gòu)中的拋磨角度、拋磨深度、金屬薄膜厚度與被測... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

COMSOL模型建立

a) 40μm b) 42.5μm c) 44μm圖 3-6 不同深度拋磨結(jié)構(gòu)圖取拋磨角度為 0°時對光纖進(jìn)行側(cè)拋磨，會出現(xiàn)三種不同的拋磨結(jié)構(gòu)，即雙芯相切，切接近心芯和切一多半芯，之后分別進(jìn)行不同拋磨深度的功可以得到圖 3-7 所示。a) 40μm b) 42.5μm c) 44μm圖 3-7 不同拋磨深度的功率分布圖

- 25 -a) 40μm b) 42.5μm c) 44μm圖 3-7 不同拋磨深度的功率分布圖圖 3-7 為拋磨不同深度的雙芯光纖的功率分布圖，對于拋磨不同深度時面等離子體共振的能量有所不同，可以看出拋磨深度為 40μm 時，能量纖芯，激發(fā)的能量弱；而拋磨深度為 44μm 時，光纖纖芯破壞較大，其數(shù)都被吸收了；而拋磨深度為 42.5μm 時，激發(fā)的能量強(qiáng)，效果也比其明顯。過觀察圖 3-8 中 0°拋磨深度的損耗損耗對比，可以看出在 0°進(jìn)行光纖側(cè)，其拋磨深度為 40μm、42.5μm、44μm 的光場的損耗都會出現(xiàn)明顯的損且隨著波長的增加其損耗出現(xiàn)一系列增加，對于 40μm 的損耗圖，由于僅拋磨到一小部分，所以對于其倏逝場和共振波長都會有影響，也會影器強(qiáng)度的變化；而 44μm 的拋磨已經(jīng)超過纖芯，此時纖芯雖然拋磨面是


本文編號：2954272