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《安徽大学》 2013年
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基于模间干涉的多参数光纤传感器的研究

纪晓春  
【摘要】:传感技术在当代科技领域中占有十分重要的地位,越来越多的科技工作者也对传感技术给予广泛的研究。本论文主要介绍了基于模间干涉理论的光纤滤波器,并且把它们用到传感器当中,实现对温度与应力的测量。该滤波器还能解决温度与应力交叉敏感问题,由于它的独特优势,将有可能被广泛的应用在各个领域。论文主要研究如下: 第一章主要介绍了光纤传感器的特点及它的研究背景与现状,并概括了论文的主要研究内容与创新点。 第二章首先介绍了光的相干性原理及传统类型的双臂干涉仪,然后分析了光在光纤中传输时电磁场方程及求解,最后以单模-细芯-单模光纤为例介绍了光在其中传输时涉及的模间干涉理论。 第三章主要介绍了一种基于细芯光敏光纤构成的光纤传感器。首先介绍了这种传感器的制作过程,然后用这种传感器对温度与应力进行测量,在200℃到1000℃范围之内,该传感器对温度的灵敏度为106.64pm/℃,但是传感器在0到1400με范围内对应力的灵敏度仅为-0.72pm/με,所以可以作为应力不敏感的高温光纤传感器应用在实际的测量中。 第四章在上一章制作的光纤传感器基础之上,在光敏光纤中刻制光纤布拉格光栅,形成了一种基于双滤波器的光纤传感器。使用这种传感器测量温度与应力,根据双参数同时测量的矩阵,通过监测两种滤波器波长的变化可以计算出相应的温度与应力变化,因此解决了温度与应力的交叉敏感问题。
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