基于模間干涉效應(yīng)的光纖傳感器除了具有傳統(tǒng)光纖傳感器的優(yōu)點外,還具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉等特點,具有更加廣泛的應(yīng)用前景。本文基于模間干涉原理,設(shè)計和制作出新型SMPS(單模-多模-保偏-單模)和SMPMS(單模-多模-保偏-多模-單模)結(jié)構(gòu)的光纖Sagnac環(huán)傳感器,并通過實驗詳細(xì)研究了這兩種傳感器的溫度和應(yīng)變特性。本文主要開展了如下工作:1.首先介紹了國內(nèi)外光纖傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀,簡述了本文的研究背景和研究意義。其次闡述了光纖傳感的基本原理,并從麥克斯韋方程組出發(fā),介紹光的干涉機理以及四種經(jīng)典的干涉儀;分析了模間干涉原理和Sagnac環(huán)的傳感機理,為后續(xù)工作中傳感器的研制及傳感系統(tǒng)搭建提供了重要理論依據(jù)。2.為了提高傳感器的傳感性能,設(shè)計了基于SMPS與SMPMS結(jié)構(gòu)的兩種光纖Sagnac環(huán)傳感系統(tǒng),理論分析了它們的傳感機制。實驗詳細(xì)研究了保偏光纖長度和多模光纖長度對系統(tǒng)溫度、應(yīng)變傳感靈敏度和諧振波長自由譜寬的影響。實驗結(jié)果表明,保偏光纖長度和多模光纖長度對這兩種傳感系統(tǒng)的溫度靈敏度均勻有較大影響,對系統(tǒng)應(yīng)變靈敏度的影響不大;系統(tǒng)的諧振波長自由譜寬與保偏光纖長度密切相關(guān),保偏光纖長度越長,...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究意義
    1.2 光纖傳感研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國內(nèi)外光纖傳感的研究
        1.2.2 模間干涉型光纖傳感器的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 Sagnac干涉結(jié)構(gòu)傳感器的研究現(xiàn)狀
    1.3 本論文的主要研究內(nèi)容
第2章 基于模間干涉與SAGNAC環(huán)型傳感器的傳感機理
    2.1 光纖傳感器原理及分類
    2.2 光的相干理論與經(jīng)典的光纖干涉儀
    2.3 光纖模間干涉機理分析
        2.3.1 光纖中導(dǎo)模原理
        2.3.2 模間干涉?zhèn)鞲衅髟?br>    2.4 基于Sagnac環(huán)的模間干涉型結(jié)構(gòu)原理
    2.5 本章小結(jié)
第3章 SMPS和SMPMS結(jié)構(gòu)光纖傳感器的應(yīng)變與溫度特性研究
    3.1 實驗裝置及傳感原理
        3.1.1 實驗裝置
        3.1.2 傳感原理
    3.2 保偏光纖長度對傳感器靈敏度影響
        3.2.1 保偏光纖長度對光譜的影響
        3.2.2 保偏光纖長度對應(yīng)變靈敏度的影響
        3.2.3 保偏光纖長度對溫度靈敏度的影響
    3.3 多模光纖長度對傳感器靈敏度的影響
        3.3.1 多模光纖長度對光譜的影響
        3.3.2 不同多模光纖長度傳感器的應(yīng)變特性
        3.3.3 多模光纖對溫度靈敏度的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 功率解調(diào)型SMPS與SMPMS結(jié)構(gòu)的光纖SAGNAC環(huán)傳感器的研究
    4.1 實驗裝置及原理
        4.1.1 功率探測解調(diào)原理
        4.1.2 實驗裝置及原理
    4.2 功率解調(diào)型SMPS與SMPMS結(jié)構(gòu)的光纖Sagnac環(huán)傳感器的實驗研究
        4.2.1 應(yīng)變特性
        4.2.2 溫度特性
    4.3 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
科研情況說明
致謝



本文編號：3801452