小型化光纖激光加速度計(jì)研究.pdf

1、光纖激光傳感器除了具有普通光纖布拉格光柵（Fiber Bragg Grating，F(xiàn)BG）傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、抗電磁干擾、易于波分復(fù)用等優(yōu)點(diǎn)之外，還具有單頻、窄線寬、超低噪聲等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合相干解調(diào)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)超高靈敏度的信號(hào)探測(cè)，在微弱信號(hào)探測(cè)方面有巨大優(yōu)勢(shì)，在地震預(yù)報(bào)、安全監(jiān)測(cè)和石油勘探等領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用前景。
　　光纖激光加速度計(jì)以線型腔光纖激光器作為敏感元件。在這種加速度計(jì)中，光束在諧振腔內(nèi)多次往返振蕩通過，使得

2、諧振腔長(zhǎng)度變化產(chǎn)生的微小相位漂移會(huì)不斷累加。相對(duì)于干涉型光纖加速度計(jì)，光纖激光加速度計(jì)在同等的靈敏度下，體積更小、復(fù)用結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，因此是實(shí)現(xiàn)小型化甚至微型化光纖加速度計(jì)的理想技術(shù)方案。
　　本文主要針對(duì)小型化光纖激光加速度計(jì)的設(shè)計(jì)、封裝和加速度響應(yīng)特性進(jìn)行研究。以諧振腔長(zhǎng)度小于10mm的超短線型腔光纖激光器為基礎(chǔ)，分析研究了幾種加速度計(jì)封裝結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、加速度靈敏度及諧振頻率等參數(shù)指標(biāo)，設(shè)計(jì)出最適于封裝的結(jié)構(gòu)；實(shí)驗(yàn)制作了兩種規(guī)格的小

3、尺寸光纖激光加速度計(jì)，并對(duì)其加速度響應(yīng)特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。
　　本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下：
　　1．設(shè)計(jì)了一種薄殼型單柱體芯軸式的加速度計(jì)封裝結(jié)構(gòu)，以諧振腔長(zhǎng)度為6mm的線型腔光纖激光器為核心器件，制作了尺寸為Φ24×38mm的光纖激光加速度計(jì)，初步實(shí)現(xiàn)了小型化封裝設(shè)計(jì)。
　　2．實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明，所制作的光纖激光加速度計(jì)加速度靈敏度為17.5 dB re rad/g，在20Hz至1000Hz測(cè)試頻段內(nèi)波動(dòng)僅為0.95dB