光纖微腔結構具有體積小、易制備、易集成等諸多優(yōu)點,且與光波導、光調制器等光通信元件的集成,可大大降低其集成器件尺寸。因此,光纖微腔結構的制備與特性成為近年來光纖傳感器方向的研究熱點。目前,特種光纖由于自身獨特結構與固有特性得到了人們廣泛的關注,因此深入研究特種光纖結合微腔結構所制備的新型傳感器具有重要意義。本文在分析總結不同微腔結構傳感器國內外研究現(xiàn)狀的基礎上,提出基于三包層石英基特種光纖(TCQSF)制備不同尺寸的微腔結構傳感器,并研究其溫度、折射率、壓力傳感特性,具體內容包括:首先,介紹了TCQSF-D型微腔結構傳感器的工作原理,同時對其傳輸模式、傳輸譜線與傅里葉頻譜進行詳細的分析與研究;其次,介紹了TCQSF-D型微腔結構傳感器的制備方法,詳細分析了單模光纖與TCQSF熔接過程中熔接強度、熔接時間與推進量等參數(shù)的設置,實現(xiàn)不同大小微腔結構傳感器的制備;然后,研究了基于TCQSF-D型微腔結構傳感器的溫度與折射率特性,并理論分析了各溫度下傳感器的傳輸譜線與靈敏度,搭建實驗系統(tǒng),建立了不同溫度、折射率與波長漂移的關系;最后,研究了TCQSF-D型微腔結構傳感器的側向和軸向應變傳感特性...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 光纖微腔結構傳感器國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 化學腐蝕
        1.2.2 飛秒激光微加工技術
        1.2.3 電弧放電熱加工技術
        1.2.4 熔接特種光纖
    1.3 課題來源
    1.4 論文內容及章節(jié)安排
第2章 TCQSF-D型微腔結構傳感器原理
    2.1 引言
    2.2 TCQSF的結構參數(shù)
    2.3 模式干涉原理
    2.4 光波導模式耦合理論
        2.4.1 兩層光波導結構模場分布理論分析
        2.4.2 多層光波導結構模場分布理論分析
    2.5 微腔結構傳感器傳輸理論
        2.5.1 TCQSF傳輸模式
        2.5.2 TCQSF傳輸譜線與頻譜分析
        2.5.3 耦合模理論模型
    2.6 本章小結
第3章 傳感器的制備
    3.1 引言
    3.2 制備方法與步驟
    3.3 微腔結構的熱熔圖像分析
    3.4 D型微腔結構傳感器傳輸光譜
    3.5 本章小結
第4章 溫度與折射率傳感特性實驗
    4.1 引言
    4.2 溫度傳感特性分析
        4.2.1 熱光效應對TCQSF各包層折射率的影響
        4.2.2 熱膨脹效應對TCQSF各包層尺寸大小的影響
        4.2.3 溫度傳感特性的仿真
    4.3溫度傳感實驗
    4.4折射率傳感實驗
    4.5 本章小結
第5章 應力傳感特性實驗
    5.1 引言
    5.2側向壓力傳感實驗
        5.2.1 側向應力原理分析
        5.2.2 側向應力實驗結果
    5.3軸向壓力傳感實驗
        5.3.1 軸向應力原理分析
        5.3.2 軸向壓力傳感實驗結果
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果
致謝



本文編號：3793281