DBR光纖激光器柔性封裝的傳感特性分析.pdf

1、隨著人們對(duì)傳感技術(shù)集成化、小型化、網(wǎng)絡(luò)化等發(fā)展方向的要求，光纖傳感技術(shù)以其體積小、重量輕、抗電磁干擾、復(fù)用能力強(qiáng)、長(zhǎng)期穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛的關(guān)注。光纖激光器作為一種先進(jìn)的光有源器件，不僅具有傳統(tǒng)無(wú)源光纖器件的特性，還具有線(xiàn)寬窄、信噪比高以及可以實(shí)現(xiàn)高靈敏度傳感的特點(diǎn)。但是由于光纖激光器本身纖細(xì)易斷、存活率低，從而限制了其在實(shí)際中的應(yīng)用。柔性封裝作為目前一種比較常見(jiàn)的封裝技術(shù)，不僅具有保護(hù)和敏化的作用，同時(shí)還可以適用于生物機(jī)體，曲面

2、結(jié)構(gòu)等特殊環(huán)境中。基于以上背景，本文提出了用聚合物柔性封裝DBR光纖激光器，并從建模仿真和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面研究了其封裝后的傳感特性。
　　本文首先系統(tǒng)回顧了光纖激光器和光纖封裝技術(shù)的發(fā)展歷程及研究現(xiàn)狀，接著詳細(xì)介紹了光纖光柵傳感技術(shù)，DBR光纖激光器的結(jié)構(gòu)，寫(xiě)制方法，以及對(duì)外界物理量的檢測(cè)原理，然后總結(jié)了目前常用的光纖封裝技術(shù)，以及幾種已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的聚合物封裝光纖光柵傳感器。最后分別從仿真和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)角度分析了聚合物封裝對(duì)光纖激光器傳感特性

3、的影響。在建模仿真方面，結(jié)合封裝DBR光纖激光器對(duì)水聲信號(hào)傳感的理論背景，利用COMSOL Multiphysics建立了聲-固耦合模型，得到了其相對(duì)于裸纖的靈敏度增益，大約為110dB左右，并且具有諧振現(xiàn)象，同時(shí)還分析了封裝半徑，封裝形狀以及阻尼因子對(duì)靈敏度的影響。在實(shí)驗(yàn)方面，我們用環(huán)氧樹(shù)脂封裝了DBR光纖激光器，并用偏振外差法研究了封裝前后其對(duì)超聲及溫度的傳感特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于超聲檢測(cè)，可以使DBR光纖激光器輸出頻譜中的邊帶幅