基于短腔DBR光纖激光器的高精度加速度計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著科技和生產(chǎn)的發(fā)展，傳感技術(shù)在理論和應(yīng)用上都取得了長足的進(jìn)步，基于光纖結(jié)構(gòu)的各類傳感器一直是傳感領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。光纖加速度傳感器作為光纖傳感器產(chǎn)品中關(guān)鍵的一類，主要用于振動(dòng)加速度的測量，涉及到社會(huì)生活的諸多領(lǐng)域。其具有高精度、抗電磁干擾、適于長距離傳輸、易復(fù)用等獨(dú)特的性能，被廣泛應(yīng)用于一些特殊領(lǐng)域。例如航空航天、礦井監(jiān)測、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警、樓層建筑的結(jié)構(gòu)監(jiān)測等系統(tǒng)。
　　本論文針對高精度光纖加速度傳感器的應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)制作了兩種基于

2、短腔分布布拉格反射（DBR）光纖激光器的加速度傳感器。通過將微振動(dòng)加速度信號轉(zhuǎn)化為激光器輸出正交偏振光的拍頻信號，使傳感解調(diào)變得更為簡單可靠，同時(shí)獲得很高的加速度傳感靈敏度和測量精度。
　　主要工作內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：
　?。?）從光纖激光器的特性出發(fā)，結(jié)合光纖光柵的模式耦合理論，對短腔DBR光纖激光器的工作特性及傳感機(jī)理進(jìn)行了理論分析；然后在此基礎(chǔ)上研究了短腔DBR光纖激光器的刻寫工藝，并對制作的樣品性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試。

3、
　?。?）分析了加速度傳感器的力學(xué)模型，提出基于彈簧-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)的短腔DBR光纖激光加速度計(jì)，并完成了傳感理論分析和機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)加工，并通過微振動(dòng)模擬平臺對其傳感性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試。實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果顯示該傳感器對低頻微振動(dòng)信號的傳感靈敏度達(dá)到了35.0MHz/g。
　　（3）為了實(shí)現(xiàn)小型化和輕量化，對傳感器結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)，提出了基于懸臂梁結(jié)構(gòu)的短腔DBR光纖激光加速度傳感器。理論分析表明懸臂梁結(jié)構(gòu)能夠有效放大微振動(dòng)帶來的