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《燕山大学》 2016年
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级联型少模光纤传感器的制备及其特性研究

张顺杨  
【摘要】:目前,光纤传感器由于自身体积小、抗干扰能力强、适应性强等特点,已被广泛应用于工业、机械设备、电力系统等多个领域。少模光纤不仅具有多模光纤的低非线性的特点,而且还兼具了单模光纤的低损耗传输和低模式色散的特点,逐渐成为新型传感器的研究热点。因此,研究基于少模光纤的各种类型传感器具有重要的研究意义。本文在对模间干涉型光纤传感器和少模光纤传感器的国内外研究现状总结的基础上,提出了一种级联型少模光纤传感器,并对其温度、曲率、应变、折射率传感特性进行了研究,主要包括以下几个方面:首先,分析了少模光纤和模间干涉型传感器的国内外研究现状,介绍了模间干涉型传感器的实现方法,对本文所要研究的内容进行阐述。其次,研究了级联型少模光纤传感器的制备和工作原理,分析了少模光纤的内部光场及其传光模式,讨论了少模光纤长度与传输谱线之间的关系,并分析了参与干涉的光纤模式和合适的光纤长度,并用上述长度的少模光纤进行了折射率、温度的传感特性实验,完成实验装置系统的搭建,分析不同长度的少模光纤与折射率、温度的关系,并讨论实验结果。最后,研究了级联型少模光纤的拉伸、扭转和曲率的传感特性,分析了不同长度少模光纤与应力、扭转和曲率灵敏度的关系,并讨论实验结果。
【关键词】:少模光纤 模间干涉 温度 曲率 应变
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TP212;TN253
【目录】:
  • 摘要5-6
  • ABSTRACT6-9
  • 第1章 绪论9-16
  • 1.1 课题研究背景及意义9-10
  • 1.2 模式干涉型光纤传感器国内外研究现状10-13
  • 1.2.1 迈克尔逊干涉型传感器10-11
  • 1.2.2 马赫曾德尔干涉型传感器11
  • 1.2.3 萨格奈克干涉型传感器11-12
  • 1.2.4 法布里珀罗干涉型传感器12-13
  • 1.3 模式干涉实现方法13-15
  • 1.4 课题来源15
  • 1.5 论文内容及章节安排15-16
  • 第2章 级联型FMF传感器原理与制备16-28
  • 2.1 引言16
  • 2.2 模式干涉16-17
  • 2.3 级联型FMF的传感机理17-18
  • 2.4 FMF传感器的制备18-27
  • 2.4.1 FMF的基本参数18-19
  • 2.4.2 FMF的传输模式分析19-21
  • 2.4.3 传感器的制备21-22
  • 2.4.4 传感器的传输谱线分析22-27
  • 2.5 本章小结27-28
  • 第3章 级联型FMF传感器温度与折射率实验28-37
  • 3.1 引言28
  • 3.2 温度传感特性28-33
  • 3.2.1 实验原理28-29
  • 3.2.2 温度传感实验结果与分析29-33
  • 3.3 折射率传感特性33-36
  • 3.3.1 实验原理33-34
  • 3.3.2 折射率实验结果与分析34-36
  • 3.4 本章小结36-37
  • 第4章 级联型FMF传感器曲率实验37-45
  • 4.1 引言37
  • 4.2 曲率传感特性37-44
  • 4.2.1 实验原理37-39
  • 4.2.2 曲率实验结果与分析39-44
  • 4.3 本章小结44-45
  • 第5章 级联型FMF传感器的应力与扭转实验45-56
  • 5.1 引言45
  • 5.2 应力传感特性45-50
  • 5.2.1 实验原理45-47
  • 5.2.2 应力传感实验结果与分析47-50
  • 5.3 扭转传感特性50-55
  • 5.3.1 扭转传感实验原理50-52
  • 5.3.2 扭转传感实验结果与分析52-55
  • 5.4 本章小结55-56
  • 结论56-58
  • 参考文献58-64
  • 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果64-65
  • 致谢65-66
  • 作者简介66

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