光纖法布里—珀羅干涉儀傳感器的加工技術(shù)研究
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【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(lǐng)域的研究熱門。本文主要內(nèi)容為光纖法布里-珀羅干涉儀傳感器的加工技術(shù)研究,另外,基于光纖自身優(yōu)良的性能,本文還進(jìn)行了光纖微透鏡的制備以及測試相關(guān)工作。本文主要內(nèi)容結(jié)構(gòu)以及創(chuàng)新點總結(jié)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(jié)概括了現(xiàn)階段國內(nèi)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(yīng)用到的關(guān)鍵技術(shù),即飛秒激光加工技術(shù)以及CO2激光加工技術(shù)。對于飛秒激光加工技術(shù),主要介紹了其加工特點以及在透明介質(zhì)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(shù)實驗平臺;對于CO2激光加工技術(shù),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(shù)實驗平臺,另外,進(jìn)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(jié)加工參數(shù)以及步驟,同時進(jìn)行焊接性能以及效果的實驗檢驗。3)設(shè)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(shù)進(jìn)行鍍膜處理,其中一個端面鍍完膜后進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(yīng)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(jìn)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(shù)以及CO2熔融加工技術(shù),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(jìn)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(jìn)行了焦距測試。實驗測出的微透鏡焦距與根據(jù)公式推算出的理論結(jié)果相符。
【關(guān)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(xué)位授予單位】:北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)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(nèi)容及創(chuàng)新點23-27
- 1.4.1 本論文主要內(nèi)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(shù)及CO_2激光加工技術(shù)27-43
- 2.1 飛秒激光加工技術(shù)27-35
- 2.1.1 飛秒激光加工技術(shù)加工特點28-29
- 2.1.2 飛秒激光加工技術(shù)加工手段29-31
- 2.1.3 飛秒激光加工技術(shù)實驗平臺31-35
- 2.2 CO_2激光加工技術(shù)35-41
- 2.2.1 CO_2激光加工技術(shù)簡介35-36
- 2.2.2 CO_2激光加工技術(shù)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(jié)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(jié)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(shù)問題65
- 4.6 本章小結(jié)65-67
- 第5章 總結(jié)與展望67-71
- 5.1 總結(jié)67-68
- 5.2 展望68-71
- 參考文獻(xiàn)71-79
- 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單79-81
- 致謝81
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4 李艷秋;劉克;;相移點衍射干涉儀的關(guān)鍵技術(shù)研究[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2010年01期
5 韓月濤;吳嗣亮;潘偉萍;楊帆;;干涉儀寬帶實時校準(zhǔn)方法研究[J];電子測量與儀器學(xué)報;2011年08期
6 張建鋒;曹學(xué)東;景洪偉;吳時彬;陰旭;;基于旋轉(zhuǎn)法的干涉儀系統(tǒng)誤差標(biāo)定[J];光電工程;2011年12期
7 夏韶俊;楊晶;;干涉儀陣列解模糊算法研究[J];無線電工程;2013年08期
8 ;用激光干涉儀測量長距離[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;1971年11期
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10 ;用紅外干涉儀測量星體的大小和形狀[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;1972年12期
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1 楊鵬;伍凡;侯溪;;影響干涉儀精度的主要誤差分析[A];2009年先進(jìn)光學(xué)技術(shù)及其應(yīng)用研討會論文集(上冊)[C];2009年
2 杜炎雄;顏輝;張丹偉;單傳家;朱詩亮;;暗態(tài)原子干涉儀[A];第十五屆全國量子光學(xué)學(xué)術(shù)報告會報告摘要集[C];2012年
3 許葉圣;沈麗萍;;激光多普勒干涉儀與A超測量硅油眼軸長的比較[A];2008年浙江省眼科學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年
4 裴雅鵬;黃曉蓉;;用于一等量塊檢定的柯氏干涉儀改造[A];高精度幾何量光電測量與校準(zhǔn)技術(shù)研討會論文集[C];2008年
5 梁鑄;;用激光掃描干涉儀測量超音速的流體速度[A];第一屆全國光散射會議會議指南[C];1981年
6 王麗萍;馬冬梅;;可見光移相點衍射干涉儀的測量誤差分析[A];第十三屆全國光學(xué)測試學(xué)術(shù)討論會論文(摘要集)[C];2010年
7 杜國軍;王永梅;王英鑒;;多普勒干涉儀的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計[A];中國空間科學(xué)學(xué)會空間探測專業(yè)委員會第十九次學(xué)術(shù)會議論文集(上冊)[C];2006年
8 吳朔;沙定國;林家明;周桃庚;陳凌峰;聶亮;;光纖點衍射干涉儀測量凹球面面形[A];中國儀器儀表學(xué)會第九屆青年學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年
9 武旭華;陳磊;;五棱鏡掃描法檢測干涉儀準(zhǔn)直系統(tǒng)波前質(zhì)量[A];第十一屆全國光學(xué)測試學(xué)術(shù)討論會論文(摘要集)[C];2006年
10 曾理江;松本弘一;;用于測量空氣折射率的雙波長外差干涉儀[A];第九屆全國光學(xué)測試學(xué)術(shù)討論會論文(摘要集)[C];2001年
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1 湯彪;高精度原子干涉儀主動隔振系統(tǒng)的實驗研究[D];中國科學(xué)院研究生院(武漢物理與數(shù)學(xué)研究所);2014年
2 任曉;外差干涉儀非線性相位補償方法及其實現(xiàn)技術(shù)的研究[D];上海大學(xué);2015年
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1 鄭天策;應(yīng)用于等離子體密度測量的全光纖M-Z干涉儀研究[D];電子科技大學(xué);2015年
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7 王聰聰;移相干涉儀中的振動探測及分析[D];南京理工大學(xué);2011年
8 揭應(yīng)平;干涉儀測試系統(tǒng)的改進(jìn)及測量范圍擴展的研究[D];南京理工大學(xué);2002年
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10 周宇軒;鍍膜小孔點衍射干涉儀的設(shè)計與調(diào)試[D];南京理工大學(xué);2012年
本文關(guān)鍵詞:光纖法布里—珀羅干涉儀傳感器的加工技術(shù)研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號:429202
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