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《燕山大学》 2016年
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锥形三包层石英特种光纤温度与折射率传感特性研究

杨传庆  
【摘要】:作为一种新型的传感器,光纤传感器具有对外界环境变化敏感、响应速度快、抗电磁干扰能力强、体积小、制备简单等特点,并可以进行分布式测量和遥感测量。因此广泛应用于电力系统、医疗诊断、环境监测、航空航天等领域。而锥形光纤因其结构简单、灵敏度高,成为国内外学者研究的热点。本文基于马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉原理,采用锥形三包层石英特种光纤(TCQSF)作为传感单元,制备了三种不同结构的锥形光纤传感器,并对其温度与折射率传感特性进行了深入研究,具体内容包括:首先,分析了课题的研究背景及意义,详细分析了不同类型光纤温度与折射率传感器的国内外研究现状,并介绍了本文研究的主要内容;其次,设计了细锥形TCQSF传感器、粗锥形TCQSF传感器与涂覆温敏胶的细锥形TCQSF传感器,并基于Mach-Zehnder干涉原理,详细分析了各传感器的工作原理;最后,分别研究了三种锥形TCQSF传感器的制备工艺,制备了不同长度与锥区直径的传感器,讨论了TCQSF长度与干涉光谱之间的关系;搭建了温度与折射率测量平台,对制备的传感器进行温度与折射率测量;实验分析了拉锥长度对细锥形TCQSF传感器温度与折射率传感特性的影响、锥区直径与TCQSF长度对粗锥形TCQSF传感器温度与折射率传感特性的影响、拉锥长度与温敏胶对涂覆温敏胶的细锥形TCQSF传感器温度传感特性的影响。
【关键词】:锥形光纤 三包层石英特种光纤 温度 折射率
【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】:TN253;TP212
【目录】:
  • 摘要5-6
  • ABSTRACT6-10
  • 第1章 绪论10-18
  • 1.1 课题研究背景及意义10-11
  • 1.2 光纤温度与折射率传感器国内外研究现状11-16
  • 1.2.1 采用新型光纤作为传感单元11-12
  • 1.2.2 对光纤进行二次加工制备12-16
  • 1.3 课题来源16
  • 1.4 论文内容及章节安排16-18
  • 第2章 锥形TCQSF传感器的工作原理18-24
  • 2.1 引言18
  • 2.2 TCQSF的结构参数18-19
  • 2.3 锥形TCQSF传感器的工作原理19-23
  • 2.3.1 细锥形TCQSF传感器19
  • 2.3.2 粗锥形TCQSF传感器19-20
  • 2.3.3 涂覆温敏胶的细锥形TCQSF传感器20-21
  • 2.3.4 Mach-Zehnder干涉理论21-23
  • 2.4 本章小结23-24
  • 第3章 细锥形TCQSF温度与折射率传感特性研究24-35
  • 3.1 引言24
  • 3.2 传感器的制备24-27
  • 3.3 温度传感实验27-30
  • 3.4 折射率传感实验30-34
  • 3.5 本章小结34-35
  • 第4章 粗锥形TCQSF温度与折射率传感特性研究35-47
  • 4.1 引言35
  • 4.2 传感器的制备35-37
  • 4.3 温度传感实验37-42
  • 4.4 折射率传感实验42-46
  • 4.5 本章小结46-47
  • 第5章 涂覆温敏胶的细锥形TCQSF温度传感特性研究47-53
  • 5.1 引言47
  • 5.2 传感器的制备47-48
  • 5.3 温度传感实验48-52
  • 5.4 本章小结52-53
  • 结论53-55
  • 参考文献55-61
  • 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果61-63
  • 致谢63-64
  • 作者简介64

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