光纖與光波導型振動傳感器的研究.pdf

1、近年來,隨著地震的頻繁爆發(fā)、海洋聲吶探測以及石油勘探等技術的不斷進步,振動傳感器迅速成為世界范圍內(nèi)的研究熱點,特別是光纖及光波導型的振動傳感器,憑借其獨特的優(yōu)勢,在海洋探測、機械振動探測等領域內(nèi)得到了廣泛的應用。
　　通過對各種光纖、光波導型振動傳感器,特別是對懸臂梁、微懸臂梁、錐形結構作為傳感探頭的這些振動傳感器的調(diào)研,發(fā)現(xiàn),用于聲音探測振動傳感器的前景依舊很寬廣,而這些集成化、低成本化的傳感器也越來越受人們的歡迎。因此,我們重

2、點研究了懸臂梁式光纖、光波導型振動傳感器在聲音作為激勵源的情況下的頻譜響應特征。
　　本文研究了懸臂梁、微懸臂梁、錐形光纖的加工方法,并對微懸臂梁和錐形光纖的加工進行了細致的實驗,確定了飛秒激光在光纖及光波導內(nèi)加工微懸臂梁的出射功率和掃描速度,以及用二氧化碳激光器拉錐光纖時的出射功率等參數(shù)。當在光纖內(nèi)加工懸臂梁時,激光功率為1.67mW,掃描速度160μm/s比較合適,加工背面時,可以將掃描速度降低些。當在光波導內(nèi)加工時,激光功率

3、約2.68mW,速度控制在160到200μm/s之間。
　　論文中,首先對懸臂梁的振動特性進行了理論分析,并用有限元軟件PATRAN對不同尺寸的懸臂梁、錐形光纖進行了模態(tài)分析,得出前三階振型函數(shù)和固有振動頻率。主要取其一階振動頻率值作為我們實驗的參考值,并對錐形光纖的傳輸模式進行了分析。
　　實驗中,我們用單一頻率聲源作為激勵源,激勵不同結構、不同尺寸的懸臂梁使它產(chǎn)生振動。用LABVIEW對其實時監(jiān)測,并編寫了MATLAB程