少模光纖干涉儀的性能研究與優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、光纖傳感器由于具有抗電磁干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、安全可靠、可構(gòu)成光纖傳感網(wǎng)絡(luò)等諸多優(yōu)點(diǎn)，因而在工業(yè)、生物醫(yī)療、國防等領(lǐng)域均有廣闊應(yīng)用全景。 在各種光纖傳感器中，干涉儀型光纖傳感器由于具有非常高的靈敏度，因而成為國內(nèi)外在傳感技術(shù)研究中的熱點(diǎn)。光纖干涉儀是影響干涉儀型光纖傳感器性能的最重要部分。本文對少模光纖干涉儀的性能進(jìn)行了深入而全面的研究。用數(shù)值仿真的方法研究了少模光纖干涉儀的調(diào)制深度和耦合效率與光纖參數(shù)的關(guān)系。 第一章，

2、本章是全文的緒論。首先簡要的介紹了光纖傳感器的分類和發(fā)展趨勢，并比較詳細(xì)的介紹了幾種普通光纖干涉儀的工作原理和結(jié)構(gòu)。然后著重闡述了本論文所要研究的少模光纖干涉儀的工作原理、結(jié)構(gòu)以及這種干涉儀的優(yōu)點(diǎn)。最后介紹了光纖傳感器和光纖干涉儀的國內(nèi)外研究概況。 第二章，用有限差分法求解了折射率剖面非均勻的光纖的導(dǎo)模。從Ma)(well方程出發(fā)推導(dǎo)了非均勻光纖的標(biāo)量波動方程，然后用有限差分法求解該方程的特征值和特征向量。把用數(shù)值仿真得到的結(jié)果

3、和解析方法得到的結(jié)果進(jìn)行了對比，以確定數(shù)值解的精度，為后面對少模光纖干涉儀的研究做好前期工作。 第三章，對兩層折射率少模光纖干涉儀的性能進(jìn)行數(shù)值仿真研究。深入的研究了基于LP<,01>模和LP<,02>模干涉的少模光纖干涉儀的調(diào)制深度和耦合效率與少模光纖參數(shù)的關(guān)系，以確定能使少模光纖干涉儀的性能得到優(yōu)化的少模光纖參數(shù)范圍。 第四章，對三層折射率少模光纖干涉儀的性能參數(shù)進(jìn)行了數(shù)值仿真研究。采用三層折射率少模光纖代替常用的兩