本文關鍵詞：光纖法布里—珀羅干涉儀傳感器的加工技術研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：光纖傳感器體積小、抗電磁干擾、靈敏度高、絕緣、可代替人到惡劣環(huán)境中工作,由于其多種多樣的優(yōu)勢,光纖傳感器已然成為新一代傳感領域的研究熱門。本文主要內容為光纖法布里-珀羅干涉儀傳感器的加工技術研究,另外,基于光纖自身優(yōu)良的性能,本文還進行了光纖微透鏡的制備以及測試相關工作。本文主要內容結構以及創(chuàng)新點總結如下:1)綜述了光纖傳感器的發(fā)展歷程,闡述了光纖傳感器的分類及其特點,總結概括了現(xiàn)階段國內外光纖傳感器的研究現(xiàn)狀。闡明了光纖傳感器的重要價值以及研究意義。2)介紹了兩種在全文中都有應用到的關鍵技術,即飛秒激光加工技術以及CO2激光加工技術。對于飛秒激光加工技術,主要介紹了其加工特點以及在透明介質中的加工手段,另外還介紹了實驗室已搭建的飛秒激光加工技術實驗平臺;對于CO2激光加工技術,主要介紹了其工作原理和加工特點,以及實驗室已搭建的CO2激光加工技術實驗平臺,另外,進行了CO2激光焊接玻璃套管與單模光纖的實驗,通過實驗總結加工參數以及步驟,同時進行焊接性能以及效果的實驗檢驗。3)設計并加工了一種新型的基于光纖法布里-珀羅干涉儀的折射率傳感器。該傳感器由兩個相對的光纖端面組成,兩個端面都采用真空濺射技術進行鍍膜處理,其中一個端面鍍完膜后進行飛秒激光直寫掃描加工,去除掉一半的金膜,只留下半圓形的金膜。半圓形的金膜起到了將光分束的作用,形成了兩束干涉光,從而實現(xiàn)了光纖法布里-珀羅干涉儀的原理。4)提出了兩種不同的方法對同一種法布里-珀羅干涉儀進行折射率特性測試。兩種方法分別為波長漂移法以及白光干涉法,兩種方法基于不同的原理,同時各有優(yōu)缺點,將兩種方法用于同一種法布里-珀羅干涉儀的測試中,并進行了各方面的比較。其中兩種方法采用的干涉儀腔長分別為288.1μm和358.5μm,最終測出的靈敏度分別為702.312nm/RIU和396.362μm/RIU。另外,對干涉儀進行了溫度特性測試,發(fā)現(xiàn)該法布里-珀羅干涉儀對溫度不靈敏,在應用于折射率測試時不受溫度的交叉影響。5)提出了用光纖進行微透鏡制備的兩種方案,兩種方案分別采用飛秒激光直寫加工技術以及CO2熔融加工技術,分別獲得了不同直徑的光纖半圓柱形微透鏡以及光纖球形微透鏡。搭建了一套全新的用于進行微透鏡焦距測試的實驗系統(tǒng),并采用所搭建的實驗系統(tǒng)對加工出的光纖微透鏡進行了焦距測試。實驗測出的微透鏡焦距與根據公式推算出的理論結果相符。
【關鍵詞】：光纖傳感器 飛秒激光 CO2激光 法布里-珀羅干涉儀 波長漂移法 白光干涉法 光纖微透鏡 焦距測試
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP212
【目錄】：

• 摘要5-7
• abstract7-11
• 第1章 緒論11-27
• 1.1 引言11-12
• 1.2 光纖傳感器的分類及特點12-18
• 1.2.1 諧振式光纖傳感器13-15
• 1.2.2 光柵式光纖傳感器15-17
• 1.2.3 干涉儀式光纖傳感器17-18
• 1.2.4 表面等離子體共振光纖傳感器18
• 1.3 光纖傳感器的研究現(xiàn)狀18-23
• 1.4 本論文主要內容及創(chuàng)新點23-27
• 1.4.1 本論文主要內容23-24
• 1.4.2 本論文創(chuàng)新點24-27
• 第2章 飛秒激光加工技術及CO_2激光加工技術27-43
• 2.1 飛秒激光加工技術27-35
• 2.1.1 飛秒激光加工技術加工特點28-29
• 2.1.2 飛秒激光加工技術加工手段29-31
• 2.1.3 飛秒激光加工技術實驗平臺31-35
• 2.2 CO_2激光加工技術35-41
• 2.2.1 CO_2激光加工技術簡介35-36
• 2.2.2 CO_2激光加工技術實驗平臺36-38
• 2.2.3 CO_2激光焊接實驗38-41
• 2.3 本章小結41-43
• 第3章 光纖法布里-珀羅干涉儀的加工與測試43-57
• 3.1 光纖法布里-珀羅干涉儀的加工43-47
• 3.1.1 光纖法布里-珀羅干涉儀的原理43-44
• 3.1.2 光纖法布里-珀羅干涉儀的制作44-47
• 3.2 光纖法布里-珀羅干涉儀的折射率特性47-54
• 3.2.1 波長漂移法47-52
• 3.2.2 白光干涉法52-54
• 3.3 光纖法布里-珀羅干涉儀的溫度特性54-56
• 3.4 本章小結56-57
• 第4章 光纖微透鏡的制備與測試57-67
• 4.1 微透鏡的研究現(xiàn)狀57-59
• 4.2 光纖半圓柱形微透鏡的制備59-61
• 4.2.1 研究方案及研究過程59-61
• 4.2.2 研究成果61
• 4.3 光纖球形微透鏡的制備61-63
• 4.3.1 研究方案及研究過程62
• 4.3.2 研究成果62-63
• 4.4 光纖微透鏡的測試63-65
• 4.5 光纖微透鏡制備過程中的技術問題65
• 4.6 本章小結65-67
• 第5章 總結與展望67-71
• 5.1 總結67-68
• 5.2 展望68-71
• 參考文獻71-79
• 攻讀學位期間發(fā)表論文與研究成果清單79-81
• 致謝81

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本文編號：429203