發(fā)布時間：2021-12-28 14:21

　　隨著光纖傳感器的種類和制備工藝日趨多樣,光纖傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴展,小型化的微結(jié)構(gòu)光纖傳感器應(yīng)運而生。其中微結(jié)構(gòu)的光纖法布里-珀羅（法珀）傳感器更是傳感領(lǐng)域的研究熱點,研究者從選用新型材料、改進制備工藝、提高傳感器的性能等方面制備出新型的光纖法珀傳感器。本文基于光纖法珀干涉原理設(shè)計了一種空心玻璃球微腔光纖法珀傳感器,并對制備的傳感器的傳感性能進行了實驗測量。完成的主要研究內(nèi)容如下:（1）介紹了基于多種原理的微結(jié)構(gòu)傳感器的研究進展,比較分析各種不同結(jié)構(gòu)和制作工藝條件下的傳感性能,按照目前優(yōu)化制備工藝和降低制作成本的微結(jié)構(gòu)光纖傳感技術(shù)路線,確定了研究方向。（2）在光纖法珀傳感器結(jié)構(gòu)和干涉理論的基礎(chǔ)上分析了端面反射率對干涉光譜精細度的影響,以及不同端面反射率下干涉光譜的形狀;制備出一種雙光束法珀干涉結(jié)構(gòu);并重點介紹了傅里葉變換與最小均方差聯(lián)合解調(diào)算法;最后workbench有限元分別仿真分析了空心玻璃球微腔的溫度和壓強的形變分布。（3）設(shè)計了一種制作簡單、成本低的空心玻璃球微腔光纖法珀傳感結(jié)構(gòu),介紹了兩種固定方式:雙端固定式和單端固定式。（4）實驗驗證了空心玻璃球微腔光纖法珀傳感器的溫度特... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Chen等人[26]

測量的溫度可以達到了 710℃。2007 年 Cibula 等人[28]熔接單模光纖和多模光纖并輔助腐蝕的方式制備出了光纖空氣微腔，形成法珀腔。其具體制備方法是在單模光纖上熔接一段纖芯為 62.5μm 的多模光纖，然后切掉多余的多模光纖，用氫氟酸腐蝕多模光纖的纖芯制作出半微腔，最后在多模光纖熔接上單模光纖，就得到了微腔結(jié)構(gòu)。通過控制熔接的放電功率和放電時間可以得到如圖 1-3 所示的錐形微腔，該報導(dǎo)者把制備的法珀傳感器應(yīng)用于應(yīng)力的測量。這些研究都是利用氫氟酸與石英材料和石英摻雜材料的化學(xué)反應(yīng)速率不同，在光纖末端制備出不同形狀的腔體，然后用熔接的方式得到微結(jié)構(gòu)光纖法珀傳感結(jié)構(gòu)。圖 1-1 Chen 等人[26]制備的結(jié)構(gòu)

Cibula等人[28]

【參考文獻】：
期刊論文
[1]中空玻璃微球性質(zhì)及其應(yīng)用[J]. 杜娟,華磊,段輝平.  科技導(dǎo)報. 2013(15)
[2]基于三次樣條插值的光纖F-P傳感器傅里葉變換解調(diào)研究[J]. 雷小華,陳偉民,章鵬,朱永.  光子學(xué)報. 2008(04)
[3]光纖法珀傳感器及其在橋梁應(yīng)變監(jiān)測中的應(yīng)用[J]. 熊先才,朱永,符欲梅,章鵬,陳偉民,張永興.  重慶建筑大學(xué)學(xué)報. 2007(03)
[4]最小均方差算法在智能天線非盲波束形成中的應(yīng)用[J]. 劉勝杰,李媛.  電子測量技術(shù). 2007(01)

博士論文
[1]光纖氣泡微腔傳感及回音壁模式調(diào)控技術(shù)[D]. 劉申.深圳大學(xué) 2017

碩士論文
[1]基于頻移干涉技術(shù)的光纖F-P傳感器復(fù)用方法研究[D]. 鄭安貴.武漢理工大學(xué) 2014
[2]光纖法布里—珀羅微壓傳感器解調(diào)技術(shù)研究[D]. 蔡東艷.南京師范大學(xué) 2014
[3]基于磁流體與長周期光纖光柵的磁場傳感器研究[D]. 鄔林.武漢理工大學(xué) 2012



本文編號：3554212