發(fā)布時(shí)間：2024-05-19 01:46

　　扭轉(zhuǎn)是物體結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)最重要的機(jī)械參數(shù)之一,對(duì)許多工程應(yīng)用有重要的參考指導(dǎo)意義。近年來各種類型的扭轉(zhuǎn)傳感器在大到如橋梁、隧道、大壩等大型建筑物的健康監(jiān)測(cè),小到如機(jī)器人關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)感應(yīng)、生物醫(yī)學(xué)微創(chuàng)檢測(cè)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。與傳統(tǒng)的電磁和電子扭轉(zhuǎn)傳感器相比,基于光纖的扭轉(zhuǎn)傳感器由于體積小、易于集成、抗電磁干擾和靈敏度高等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)逐漸成為新的研究熱點(diǎn)。本文提出并制備了一種基于保偏光纖的高靈敏度扭轉(zhuǎn)傳感結(jié)構(gòu),對(duì)其扭轉(zhuǎn)傳感性能進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)研究。理論分析并數(shù)值模擬了扭轉(zhuǎn)傳感結(jié)構(gòu)的透射光譜隨單模光纖和保偏光纖扭轉(zhuǎn)角度的變化關(guān)系。對(duì)不同長(zhǎng)度保偏光纖的干涉結(jié)構(gòu),分別扭轉(zhuǎn)傳感結(jié)構(gòu)中的單模光纖和保偏光纖,測(cè)量不同光纖部位的扭轉(zhuǎn)傳感靈敏度。主要的工作內(nèi)容如下:用矩陣光學(xué)的理論分析了偏振光在保偏光纖干涉結(jié)構(gòu)中的傳輸特性,推導(dǎo)出扭轉(zhuǎn)單模光纖和扭轉(zhuǎn)保偏光纖時(shí)的透射光強(qiáng)瓊斯矩陣表達(dá)式。數(shù)值仿真模擬了相應(yīng)的透射光譜以及透射光譜隨單模光纖和保偏光纖扭轉(zhuǎn)角度的變化規(guī)律。改變接入保偏光纖的長(zhǎng)度參數(shù),數(shù)值模擬得到不同長(zhǎng)度保偏光纖的干涉結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)傳感靈敏度與保偏光纖的長(zhǎng)度無關(guān)。搭建了光纖扭轉(zhuǎn)傳感平臺(tái),制備了基于保偏光纖的干涉型扭轉(zhuǎn)...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1傾斜光纖布拉格光柵（TFBG）示意圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文-4-這種光柵具有明顯的偏振模依賴性。文章主要研究了81°傾角的TFBG獨(dú)特的偏振特性，實(shí)現(xiàn)了一種基于傾斜光纖布拉格光柵的光纖扭轉(zhuǎn)傳感器，該傳感器的扭轉(zhuǎn)靈敏度14.3w/(rad/m)。圖1-1傾斜光纖布拉格光柵（TFBG）示意圖(a)不同傾角條件下....

圖1-2沿馬赫-曾德爾干涉（MZI）的折射率調(diào)制示意圖[34]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文-4-這種光柵具有明顯的偏振模依賴性。文章主要研究了81°傾角的TFBG獨(dú)特的偏振特性，實(shí)現(xiàn)了一種基于傾斜光纖布拉格光柵的光纖扭轉(zhuǎn)傳感器，該傳感器的扭轉(zhuǎn)靈敏度14.3w/(rad/m)。圖1-1傾斜光纖布拉格光柵（TFBG）示意圖(a)不同傾角條件下....

圖1-3光纖光柵扭轉(zhuǎn)傳感器原理圖錯(cuò)誤!未找到引用源

哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文-4-這種光柵具有明顯的偏振模依賴性。文章主要研究了81°傾角的TFBG獨(dú)特的偏振特性，實(shí)現(xiàn)了一種基于傾斜光纖布拉格光柵的光纖扭轉(zhuǎn)傳感器，該傳感器的扭轉(zhuǎn)靈敏度14.3w/(rad/m)。圖1-1傾斜光纖布拉格光柵（TFBG）示意圖(a)不同傾角條件下....

圖1-4鍍金傾斜光纖布拉格光柵（TFBG）折射率微擾模式和光傳輸?shù)膫?cè)視圖[36]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文-5-鍍金傾斜光纖布拉格光柵（TFBG）扭轉(zhuǎn)傳感結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)如圖1-4所示。利用鍍金傾斜光纖布拉格光柵的偏振特性和包層模（金表面的倏逝波）研究了表面等離激元共振信號(hào)隨傾斜光纖布拉格光柵扭轉(zhuǎn)的響應(yīng)關(guān)系，得到了2.12dbm/rad的傳感靈敏度。圖1-4鍍....

本文編號(hào)：3977456