光纖CRDS技術(shù)及LPFG濕度傳感研究.pdf

1、本文介紹了光腔衰蕩光譜技術(shù)產(chǎn)生的背景，特點(diǎn)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用發(fā)展情況；概述了在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的光纖腔衰蕩技術(shù)及其優(yōu)越性，綜述了其在痕量氣體、液體檢測(cè)、光纖傳感和毛細(xì)管電泳等分離技術(shù)中的應(yīng)用。本文的主要研究工作及研究成果如下：
　　 基于朗伯-比爾吸收定律和光腔衰蕩光譜技術(shù)原理，推導(dǎo)了光腔衰蕩光譜技術(shù)測(cè)量的基本關(guān)系式；從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度將光纖型衰蕩腔歸納為光纖環(huán)形衰蕩腔、纖端涂覆衰蕩腔和光纖光柵衰蕩腔三種基本類型；從構(gòu)成和應(yīng)用方面分

2、別對(duì)這三種基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，指出了各自的優(yōu)缺點(diǎn)并分析了光纖衰蕩腔的損耗機(jī)理，探討了如何減小腔內(nèi)損耗的途徑。
　　 合作設(shè)計(jì)出980nm光纖環(huán)衰蕩系統(tǒng)，用氫氟酸腐蝕環(huán)內(nèi)光纖的方法形成光纖雙錐，以此作為傳感單元檢測(cè)二甲基亞砜溶液的折射率。闡述了倏逝場(chǎng)的產(chǎn)生機(jī)理，分析了光纖雙錐所泄漏的倏逝場(chǎng)及光纖雙錐的傳輸特性，并借助計(jì)算機(jī)軟件對(duì)傳輸特性進(jìn)行了模擬計(jì)算。
　　 采用高頻CO2激光脈沖法分別在980nm和1550nm單模光纖上

3、寫制出長(zhǎng)周期光纖光柵，并將其置于不同折射率的液體中，定量測(cè)量了外界環(huán)境折射率對(duì)長(zhǎng)周期光纖光柵頻譜的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論預(yù)期相符。
　　 設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種長(zhǎng)周期光纖光柵濕度傳感方法，即用有機(jī)高分子聚合物聚乙烯醇樹脂(PVA)在長(zhǎng)周期光纖光柵上涂覆一層濕敏薄膜，利用其吸水后導(dǎo)致薄膜折射率改變引起長(zhǎng)周期光纖光柵頻譜變化特性，對(duì)環(huán)境濕度進(jìn)行了測(cè)量。用耦合模理論分析了長(zhǎng)周期光纖光柵的模式耦合和折射率傳感特性，對(duì)比分析折射率和濕度傳感的實(shí)驗(yàn)