發(fā)布時間：2018-05-27 17:19

  本文選題：光纖傳感器 + 馬赫曾德爾干涉�。� 參考：《北京交通大學》2017年博士論文

【摘要】：伴隨著光纖制作以及相關技術的進步,光纖傳感器憑借自身優(yōu)點,受到越來越多研究者的關注。在安全保障、交通運輸、工程施工、管線監(jiān)測等領域都有著廣泛的應用。本文設計制作了不同的光纖干涉結構,并結合光纖光柵,分別搭建了可以對溫度、折射率、振動、氣壓以及位置信息傳感的特殊光纖結構傳感器。具體工作包括以下幾個方面:1.提出了無芯-單模-無芯的模式干涉結構,對該結構的透射譜特性進行了仿真。將該模式干涉結構與光柵相結合,制作了溫度和折射率同時測量的傳感器。模式干涉峰和光柵反射峰的溫度靈敏度分別為0.07189nm/℃C和0.01654nm/℃C,其折射率靈敏度分別為-111.464nm/RIU和Onm/RIU。利用光柵和干涉結構制作了振動傳感器,分析了不同結構的傳感器性能。將該傳感器應用到列車監(jiān)控系統中,實驗對列車行車狀態(tài)進行了測量。2.利用光柵的應力敏感性,設計了一種基于二維光柵陣列的位置傳感結構。實驗中對各個光柵的中心波長進行了設計,并批量制作了所需光柵,用制成的傳感器實現了二維位置傳感,并以此為基礎設計制作了十二個鍵位的全光纖鍵盤。3.提出了基于微加工的管狀光纖和光纖光柵的復合結構傳感器,實現了對溫度和氣壓的同時測量。對該結構氣壓傳感靈敏度進行了仿真,結果顯示該結構的氣壓靈敏度約為2.78nm/MPa。實驗制作所設計的溫度和氣壓傳感器,實現了對溫度和氣壓的同時測量。測量結果顯示傳感器的氣壓靈敏度為3.9969 nm/MPa,溫度靈敏度為8.7pm/℃C。4.提出了一種基于管狀光纖和折射率匹配液的高靈敏度溫度或氣壓傳感結構,并對其進行了仿真。結果顯示,傳感結構溫度靈敏度約為5.4nm/℃C,氣壓靈敏度約為-0.0152nm/Pa,自由光譜范圍變化的靈敏度約為60.47nm/MPa。實驗制作了基于管狀光纖和折射率匹配液的傳感器,并對小范圍內溫度和氣壓變化進行了測量,測得的溫度靈敏度約為6.96nm/℃C。用該傳感器對大范圍氣壓變化的干涉譜進行了測量,測得自由光譜變化靈敏度約為59.9nm/MPa。
[Abstract]:With the progress of optical fiber fabrication and related technology, optical fiber sensors have attracted more and more attention by virtue of their own advantages. In safety, transportation, engineering construction, pipeline monitoring and other fields have a wide range of applications. In this paper, we have designed and fabricated different fiber optic interference structures, and combined with fiber grating, we have constructed a special optical fiber structure sensor which can sensing temperature, refractive index, vibration, air pressure and position information. Specific work includes the following aspects: 1. A coreless-single-core-coreless mode interference structure is proposed and the transmission spectrum characteristics of the structure are simulated. A sensor for simultaneous measurement of temperature and refractive index is fabricated by combining the mode interference structure with the grating. The temperature sensitivity of the mode interference peak and the grating reflection peak is 0.07189nm/ 鈩，

本文編號：1943103