光學(xué)傳感器因其設(shè)計靈活、測量精度高、響應(yīng)速率快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢,在推動新一代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能傳感的發(fā)展中起著重要作用,同時這些新興技術(shù)的發(fā)展也對光學(xué)傳感系統(tǒng)的自身性能提出了更高的要求。本學(xué)位論文針對提升傳感系統(tǒng)性能提出了四種新型高分辨率傳感系統(tǒng),分別是模式千涉型光纖激光傳感系統(tǒng)、基于相移光纖光柵的光電振蕩傳感系統(tǒng)、基于硅基集成微盤諧振腔的微波光子傳感系統(tǒng)和基于隨機(jī)光纖光柵的準(zhǔn)分布式光纖傳感系統(tǒng),每個傳感系統(tǒng)都涉及到光學(xué)領(lǐng)域或微波光子學(xué)領(lǐng)域的全新傳感信息探測方式,在提高光學(xué)傳感系統(tǒng)靈敏度的同時,也實(shí)現(xiàn)了對傳感信息的高速高分辨率解調(diào)。論文主體內(nèi)容中的每一章均圍繞一種光學(xué)傳感系統(tǒng)展開,從理論與實(shí)驗(yàn)兩方面分別介紹了系統(tǒng)原理、關(guān)鍵器件的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)以及系統(tǒng)性能,取得的主要成果和結(jié)論如下:1.提出并搭建了一種新型模式干涉型光纖傳感器與環(huán)腔激光器結(jié)合的激光傳感系統(tǒng),提高了對傳感信息探測的分辨率和準(zhǔn)確度。設(shè)計并采用MCVD工藝制作了一種新型環(huán)狀芯子少模光纖（CRCF）�；谧灾频腃RCF,結(jié)合模式干涉型傳感器的原理,制作出一種CRCF-SMF-CRCF（CSC）的模式干涉結(jié)構(gòu)。理論分析結(jié)構(gòu)中每段光纖... 

【文章頁數(shù)】：132 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 光纖傳感器的研究進(jìn)展
        1.2.1 基于馬赫增德爾干涉的光纖傳感器
        1.2.2 基于光纖光柵的光纖傳感器
    1.3 硅基集成傳感器的研究進(jìn)展
        1.3.1 基于微環(huán)/微盤諧振腔的硅基集成傳感器
        1.3.2 基于布拉格光柵的硅基集成傳感器
        1.3.3 基于光子晶體的硅基集成傳感器
    1.4 傳感器探測技術(shù)的研究進(jìn)展
        1.4.1 光譜探測法
        1.4.2 邊緣濾波法
        1.4.3 匹配濾波法
        1.4.4 可調(diào)諧F-P腔濾波法
    1.5 本論文的主要研究工作
2 基于環(huán)芯少模光纖的環(huán)腔激光傳感系統(tǒng)的研究
    2.1 引言
    2.2 環(huán)芯少模光纖的基本理論
        2.2.1 環(huán)芯少模光纖的折射率分布特性
        2.2.2 環(huán)芯少模光纖的模式特性
    2.3 基于環(huán)芯少模光纖的少模-單模-少模光纖結(jié)構(gòu)的傳感器
        2.3.1 少模-單模-少模光纖結(jié)構(gòu)介紹
        2.3.2 少模-單模-少模光纖結(jié)構(gòu)的傳輸特性
    2.4 基于環(huán)芯少模光纖的環(huán)腔激光傳感系統(tǒng)
        2.4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        2.4.2 傳感原理
        2.4.3 系統(tǒng)測試結(jié)果
    2.5 本章小結(jié)
3 基于相移光纖光柵的光電振蕩傳感系統(tǒng)的研究
    3.1 引言
    3.2 光電振蕩器的理論基礎(chǔ)與實(shí)現(xiàn)
        3.2.1 經(jīng)典光電振蕩器的基本理論
        3.2.2 基于相移光纖光柵的光電振蕩器的基本理論
    3.3 少模相移光柵的制作與測試
    3.4 基于相移光纖光柵的光電振蕩傳感系統(tǒng)
        3.4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        3.4.2 傳感原理
        3.4.3 系統(tǒng)測試結(jié)果
    3.5 本章小結(jié)
4 基于硅基微盤諧振腔的微波光子傳感系統(tǒng)的研究
    4.1 引言
    4.2 硅基微盤諧振腔的理論與測試
        4.2.1 微盤諧振腔的基本理論
        4.2.2 微盤諧振腔的性能指標(biāo)
        4.2.3 微盤諧振腔的測試
    4.3 雙通帶微波光子濾波器的形成
    4.4 傳感信息降噪算法原理
    4.5 基于硅基微盤諧振腔的微波光子傳感系統(tǒng)
        4.5.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理
        4.5.2 系統(tǒng)測試結(jié)果及性能分析
    4.6 本章小結(jié)
5 基于隨機(jī)光纖光柵的準(zhǔn)分布式光纖傳感系統(tǒng)的研究
    5.1 引言
    5.2 隨機(jī)光纖光柵的理論與實(shí)驗(yàn)研究
        5.2.1 隨機(jī)光纖光柵的制作
        5.2.2 布拉格光纖光柵與隨機(jī)光纖光柵耦合模理論及對比
    5.3 頻譜整形和波長-時間(SS-WTT)映射理論
    5.4 基于隨機(jī)光纖光柵的準(zhǔn)分布式光纖傳感系統(tǒng)
        5.4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理
        5.4.2 傳感信息采集原理
        5.4.3 溫度與應(yīng)力特性研究
        5.4.4 系統(tǒng)性能分析
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論
    6.1 總結(jié)
    6.2 下一步擬進(jìn)行的工作
參考文獻(xiàn)
附錄A
作者簡歷及攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3659491