基于花生錐結(jié)構(gòu)的干涉型光纖傳感器研究.pdf

1、光纖傳感器因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度高、抗電磁干擾等特點(diǎn)廣泛的應(yīng)用于航天航空、冶金、醫(yī)療等領(lǐng)域中。其中干涉型光纖傳感器光學(xué)穩(wěn)定性高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)范圍大，可以長(zhǎng)期工作于高壓、高溫、強(qiáng)腐蝕等特殊環(huán)境下。近十幾年，國內(nèi)外學(xué)者的研究重點(diǎn)都在干涉型光纖傳感器上。
　　本文在干涉型傳感器研究的基礎(chǔ)上結(jié)合磁場(chǎng)測(cè)量的相關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)并制作出三種實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)、溫度雙參量同時(shí)測(cè)量的新型傳感結(jié)構(gòu)。傳感結(jié)構(gòu)由花生錐結(jié)構(gòu)為主，結(jié)合多模光纖、光纖光柵、錐結(jié)構(gòu)組成。主要內(nèi)容如下

2、：
　　1.簡(jiǎn)述了光纖傳感器的研究背景、意義、分類和特點(diǎn)；Inline干涉型光纖傳感器及Inline MZI研究現(xiàn)狀。
　　2.主要對(duì)Inline MZI和光纖光柵的傳感原理進(jìn)行了分析。
　　3.提出了一種基于花生錐結(jié)構(gòu)和多模光纖的磁場(chǎng)傳感器。分析其傳感原理并且進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，分別對(duì)磁場(chǎng)和溫度特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量，并結(jié)合敏感矩陣實(shí)現(xiàn)了雙參量同時(shí)測(cè)量。兩個(gè)花生錐結(jié)構(gòu)構(gòu)成的MZI產(chǎn)生兩種干涉峰，一種是纖芯與纖芯模式干涉形成

3、的干涉峰，另一種是纖芯與包層模式干涉形成的干涉峰。實(shí)驗(yàn)表明只有纖芯與包層模式形成的干涉峰對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度敏感，磁場(chǎng)靈敏度為0.0478nm/mT。另外，還對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行了溫度實(shí)驗(yàn)，兩種干涉峰都對(duì)溫度敏感，靈敏度分別為0.06nm/℃和0.0526nm/℃。
　　4.提出了一種基于花生錐結(jié)構(gòu)級(jí)聯(lián)LPFG的光纖磁場(chǎng)傳感器。外界磁場(chǎng)強(qiáng)度從0mT變化至20mT， Dip1和 Dip2兩個(gè)干涉谷的磁場(chǎng)靈敏度系數(shù)分別為-0.064nm/mT和-0.0