光纖傳感器,尤其是基于馬赫-曾德（M-Z）干涉的光纖傳感器更是在近年來得到了廣泛的研究和發(fā)展,其如何應(yīng)用于對外界物理量的測量已經(jīng)成為了一項(xiàng)研究的熱點(diǎn)。馬赫-曾德干涉形的光纖傳感器具有很多優(yōu)點(diǎn),例如體積小、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高,對外界干擾抗性較強(qiáng),而且具有較高的靈敏度。本課題旨在研究基于球形結(jié)構(gòu)的馬赫-曾德光纖傳感器理論、制作與應(yīng)用,并將兩個(gè)簡單的基于球形結(jié)構(gòu)的光纖傳感器進(jìn)行級聯(lián),研究兩組傳感器級聯(lián)后的傳感特性并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證聯(lián)后的傳感器在外界物理量的測量傳感中的應(yīng)用情況。本課題的具體內(nèi)容如下:1、查閱大量參考文獻(xiàn),結(jié)合文獻(xiàn)的研究情況,介紹了球形結(jié)構(gòu)光纖傳感器的研究背景、制作原理以及發(fā)展前景。通過制作不同長度的球形結(jié)構(gòu)光纖傳感器,并進(jìn)行Rsoft模擬仿真,研究討論不同長度的傳感器的特性。2、在已有傳感器的理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上提出一種基于三個(gè)球形球形結(jié)構(gòu)構(gòu)成的光纖馬赫-曾德傳感器。本文介紹了球形傳感器的制作步驟及方法,分析了該傳感器的理論基礎(chǔ)及仿真結(jié)果。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析了干涉光譜的頻譜特性。利用所制作的傳感器對溫度、折射率和微位移進(jìn)行了測量,通過對實(shí)驗(yàn)所得光譜的漂移情況進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,討論了外界物理量變化對... 

【文章來源】：中國計(jì)量大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

基于多模和花生形結(jié)構(gòu)的光纖M-Z傳感器及其實(shí)驗(yàn)裝置

溫度的靈敏度為 0.059 nm/℃。圖 1.2 基于多模和花生形結(jié)構(gòu)的傳感器折射率和溫度測量結(jié)果圖1.2.2 基于空芯光纖的 M-Z 傳感器基于空芯光纖的 M-Z 傳感器結(jié)構(gòu)如圖 1.3 所示[20]，是由兩段單模光纖和一段空芯光纖組成。在光纖熔接機(jī)中采用手動(dòng)模式將單模光纖和空芯光纖的中心端面對齊放電形成 M-Z 傳感器。纖芯中的光在經(jīng)過第一個(gè)熔接點(diǎn)時(shí)由于纖芯直徑不匹配導(dǎo)致部分纖芯中的光進(jìn)入空芯光纖的包層中形成高階模，這些高階模在第二個(gè)熔接點(diǎn)處重新耦合回纖芯與空芯光纖纖芯中傳播的光形成干涉。圖 1.3 基于空芯光纖的 M-Z 傳感器結(jié)構(gòu)圖透射光譜中條紋對比度(FC)可以表示為：corecladdingcorecladdingcorecladdingcorecladdingIIIIIIIIFC 2210 lg(1-4)從公式中可以看出條紋對比度隨著claddingI的減小而減小，而claddingI隨著空芯光

圖 1.2 基于多模和花生形結(jié)構(gòu)的傳感器折射率和溫度測量結(jié)果圖基于空芯光纖的 M-Z 傳感器于空芯光纖的 M-Z 傳感器結(jié)構(gòu)如圖 1.3 所示[20]，是由兩段單模光纖和光纖組成。在光纖熔接機(jī)中采用手動(dòng)模式將單模光纖和空芯光纖的中齊放電形成 M-Z 傳感器。纖芯中的光在經(jīng)過第一個(gè)熔接點(diǎn)時(shí)由于纖芯配導(dǎo)致部分纖芯中的光進(jìn)入空芯光纖的包層中形成高階模，這些高階個(gè)熔接點(diǎn)處重新耦合回纖芯與空芯光纖纖芯中傳播的光形成干涉。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]光纖纖芯及包層模有效折射率計(jì)算及仿真[J]. 李麗君,來永政,曹茂永,劉超,袁雪梅,張旭,管金鵬,史靜,李晶.  物理學(xué)報(bào). 2013(14)



本文編號：3429435