基于長(zhǎng)周期光纖光柵的液體溫度傳感器的研究.pdf

1、光纖光柵是一種最具備發(fā)展前景的光無源器件。長(zhǎng)周期光纖光柵(LPFG)除具有光纖光柵的傳統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)外，還具有后向反射小，插入損耗低，阻帶帶寬寬，對(duì)環(huán)境變化非常敏感等優(yōu)點(diǎn)，所以LPFG在通信領(lǐng)域和傳感領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。由于存在交叉敏感等原因，LPFG在溫度傳感方面的研究尚未得到普及和應(yīng)用，因此該研究具有較高的研究?jī)r(jià)值和實(shí)際意義。
　　本文利用高頻CO2激光器在單模光纖上一次成功寫制LPFG；在大量實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上研究了LPFG液體溫度傳感特性

2、；在綜合考慮增敏與去交叉敏感的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了LPFG液體溫度傳感器。
　　本文主要內(nèi)容包括：
　　首先，在LPFG傳輸基本原理基礎(chǔ)之上，結(jié)合LPFG形成機(jī)理經(jīng)典分析和LPFG顯微照片，推理殘余應(yīng)力釋放、玻璃致密化、摻雜劑熱擴(kuò)散等內(nèi)部原因?qū)е抡凵渎实闹芷谛哉{(diào)制，熔融變形及物理形變等外部原因?qū)е鹿獠▽?dǎo)結(jié)構(gòu)的改變，使得LPFG透射譜在諧振波長(zhǎng)處形成損耗峰。搭建了高頻CO2激光器在普通單模光纖上寫制LPFG的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，仔細(xì)分析了

3、寫制過程中，激光輻射能量和軸向應(yīng)力對(duì)LPFG寫制的影響。
　　其次，設(shè)計(jì)和搭建了LPFG在空氣和液體中溫度傳感特性測(cè)量的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，LPFG在液體中的溫度特性與在空氣中的一致，均隨著溫度的升降，諧振波長(zhǎng)分別線性的向長(zhǎng)短波長(zhǎng)方向漂移，基本成線性關(guān)系，并且損耗峰幅值變化不大。定義了參數(shù)P來衡量LPFG溫度特性的優(yōu)劣，分析了軸向應(yīng)力對(duì)LPFG溫度特性的影響。
　　最后，基于光纖光柵溫度傳感解調(diào)的基本原理，設(shè)計(jì)了LPF