基于特殊結(jié)構(gòu)的光纖器件與傳感系統(tǒng)的研究與應(yīng)用.pdf

1、伴隨著光纖制作以及相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，光纖傳感器憑借自身優(yōu)點(diǎn)，受到越來(lái)越多研究者的關(guān)注。在安全保障、交通運(yùn)輸、工程施工、管線監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。本文設(shè)計(jì)制作了不同的光纖干涉結(jié)構(gòu)，并結(jié)合光纖光柵，分別搭建了可以對(duì)溫度、折射率、振動(dòng)、氣壓以及位置信息傳感的特殊光纖結(jié)構(gòu)傳感器。
　　具體工作包括以下幾個(gè)方面:
　　1.提出了無(wú)芯-單模-無(wú)芯的模式干涉結(jié)構(gòu)，對(duì)該結(jié)構(gòu)的透射譜特性進(jìn)行了仿真。將該模式干涉結(jié)構(gòu)與光柵相結(jié)合，制作了溫度

2、和折射率同時(shí)測(cè)量的傳感器。模式干涉峰和光柵反射峰的溫度靈敏度分別為0.07189nm/℃和0.01654nm/℃，其折射率靈敏度分別為-111.464nm/RIU和0nm/RIU。利用光柵和干涉結(jié)構(gòu)制作了振動(dòng)傳感器，分析了不同結(jié)構(gòu)的傳感器性能。將該傳感器應(yīng)用到列車監(jiān)控系統(tǒng)中，實(shí)驗(yàn)對(duì)列車行車狀態(tài)進(jìn)行了測(cè)量。
　　2.利用光柵的應(yīng)力敏感性，設(shè)計(jì)了一種基于二維光柵陣列的位置傳感結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)中對(duì)各個(gè)光柵的中心波長(zhǎng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并批量制作了所需

3、光柵，用制成的傳感器實(shí)現(xiàn)了二維位置傳感，并以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)制作了十二個(gè)鍵位的全光纖鍵盤(pán)。
　　3.提出了基于微加工的管狀光纖和光纖光柵的復(fù)合結(jié)構(gòu)傳感器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫度和氣壓的同時(shí)測(cè)量。對(duì)該結(jié)構(gòu)氣壓傳感靈敏度進(jìn)行了仿真，結(jié)果顯示該結(jié)構(gòu)的氣壓靈敏度約為2.78nm/MPa。實(shí)驗(yàn)制作所設(shè)計(jì)的溫度和氣壓傳感器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫度和氣壓的同時(shí)測(cè)量。測(cè)量結(jié)果顯示傳感器的氣壓靈敏度為3.9969nm/MPa，溫度靈敏度為8.7pm/℃。
　　4.提