本文關(guān)鍵詞：基于花生形熔接結(jié)構(gòu)的光纖傳感器的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文主要對基于花生形熔接結(jié)構(gòu)的光纖傳感器進行了研究。制作了兩種基于花生形結(jié)構(gòu)的傳感器,一種是花生形結(jié)構(gòu)與多模光纖相熔接而成的光纖傳感器,另一種是花生形結(jié)構(gòu)和長周期光柵相熔接而成的光纖傳感器,利用這兩種結(jié)構(gòu)的傳感器分別進行了角度、液位、折射率、曲率等常規(guī)物理量的實驗�；诨ㄉ谓Y(jié)構(gòu)的光纖傳感器具有很多獨特的優(yōu)勢,如結(jié)構(gòu)輕巧、靈敏度高、可塑性好、反應(yīng)速度快等,而且制作簡單,可重復(fù)性高。本文對基于花生形結(jié)構(gòu)的光纖傳感器所涉及到的相關(guān)干涉理論進行了介紹,并且分別討論了兩種結(jié)構(gòu)的傳感器對上述物理量測量的靈敏度和線性度。本論文的主要研究內(nèi)容如下:1、分別介紹了Michelson光纖傳感器、Mach-Zehnder光纖傳感器、Sagnac光纖傳感器、Fabry-Perot光纖傳感器。闡述了M-Z干涉儀所涉及的一些模式干涉理論,以及介紹了花生形熔接結(jié)構(gòu)的制作方法、傳感原理和模場分布。2、提出了一種由花生形結(jié)構(gòu)和多模光纖相結(jié)合的傳感器,花生形結(jié)構(gòu)與多模光纖之間有一段長為30mm的單模光纖,多模光纖長4mm,即整個傳感結(jié)構(gòu)長度為34mm。分別對液位、折射率、溫度的研究背景和所涉及的相關(guān)測量原理進行了介紹,并且利用此傳感器分別這三個物理量進行了實驗測量。實驗結(jié)果獲得了較好的靈敏度和線性度,表明此結(jié)構(gòu)的傳感器對這三個物理量的測量具有很好的線性變化關(guān)系。3、提出了一種由花生形結(jié)構(gòu)與LPG級聯(lián)相結(jié)合的傳感器結(jié)構(gòu),LPG的長度為24mm,花生形結(jié)構(gòu)與LPG之間是一段長10mm的單模光纖,即整個傳感結(jié)構(gòu)長度為34mm。LPG由高頻CO2脈沖激光器利用單模光纖刻寫而成,詳細介紹了其刻寫方法,以及LPG的模式耦合理論。分別介紹了曲率和角度測量所涉及到的基本原理,并利用此傳感器分別對曲率、角度和溫度三個物理量進行了實驗研究,實驗結(jié)果獲得了較好的靈敏度和線性度,表明此結(jié)構(gòu)的傳感器對這三個物理量的測量具有很好的線性變化關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：花生形結(jié)構(gòu) 長周期光纖光柵 液位測量 曲率測量
【學(xué)位授予單位】：中國計量學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• abstract7-13
• 1 緒論13-21
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 光纖傳感器概述14-17
• 1.2.1 光纖傳感器的發(fā)展歷程14
• 1.2.2 光纖傳感器的測量系統(tǒng)14-16
• 1.2.3 光纖傳感器的分類16-17
• 1.3 光纖傳感器的應(yīng)用和發(fā)展17-20
• 1.3.1 光纖傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域17-19
• 1.3.2 光纖傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀19-20
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容20-21
• 2 基于花生形熔接結(jié)構(gòu)的M-Z干涉儀21-32
• 2.1 引言21
• 2.2 干涉型光纖傳感器的分類21-24
• 2.2.1 Michelson光纖傳感器21-22
• 2.2.2 Mach-Zehnder光纖傳感器22
• 2.2.3 Sagnac光纖傳感器22-23
• 2.2.4 Fabry-Perot光纖傳感器23-24
• 2.3 干涉理論分析24-28
• 2.3.1 M-Z干涉儀原理24-26
• 2.3.2 多模干涉原理26-28
• 2.4 基于花生形熔接結(jié)構(gòu)的M-Z干涉儀28-31
• 2.4.1 花生形結(jié)構(gòu)的制作方法及傳感原理28-29
• 2.4.2 花生形結(jié)構(gòu)的M-Z干涉儀的模場分布29-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 3 基于花生形結(jié)構(gòu)和多模光纖級聯(lián)的光纖傳感器32-45
• 3.1 液位實驗32-37
• 3.1.1 液位研究背景32
• 3.1.2 液位傳感器及實驗裝置32-34
• 3.1.3 液位傳感器的測量原理34-35
• 3.1.4 實驗結(jié)果與討論35-37
• 3.2 折射率實驗37-41
• 3.2.1 引言37
• 3.2.2 實驗裝置與測量原理37-39
• 3.2.3 實驗結(jié)果與討論39-41
• 3.3 溫度實驗41-44
• 3.3.1 實驗裝置與測量原理41-42
• 3.3.2 實驗結(jié)果與討論42-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 4 基于花生和長周期光纖光柵級聯(lián)的光纖傳感器45-59
• 4.1 傳感器制作與傳感原理45-49
• 4.1.1 長周期光柵制作45-47
• 4.1.2 長周期光柵耦合理論47-48
• 4.1.3 傳感器制作與傳感原理48-49
• 4.2 曲率實驗49-53
• 4.2.1 實驗裝置與測量原理49-50
• 4.2.2 實驗結(jié)果與討論50-53
• 4.3 角度實驗53-55
• 4.3.1 實驗裝置53
• 4.3.2 實驗結(jié)果與討論53-55
• 4.4 溫度實驗55-58
• 4.4.1 實驗裝置55-56
• 4.4.2 實驗結(jié)果與討論56-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 5 總結(jié)與展望59-61
• 5.1 工作總結(jié)59-60
• 5.2 改進與展望60-61
• 參考文獻61-65
• 作者簡歷65

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本文編號：326785