基于光纤f-p腔的湿度传感器研究论文

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1、基于光纤F-P腔的湿度传感器研究2010年4月题目基于光纤Fabry-Perot腔的湿度传感器研究英文TheResearchofHumiditySensorBaseon2009年5月中文摘要对于环境相对湿度的检测在许多地方都是十分有必要的，人们的日常生活和生产活动以及动植物的生长和生存，都与周围环境的湿度息息相关，家电、交通、到医疗、气象、工农业都需要进行湿度测量。武器库易燃易爆物品存储仓库这些地方使用电子式湿度计是十分危险的，而且现今市场上的湿度计大多存在湿度测量精度不高的缺点。光纤Fabry-Perot（F-P）传感器是基于F-P干涉

2、原理制作的光学干涉传感器，传感信号是全光信号，可远距离传输不衰减，可适用与苛刻环境下的测量，光学干涉测量具有分辨率极高的特点有望实现高精度的相对湿度测量。本文基于光纤F-P干涉原理在光纤端面镀膜研究开发光纤F-P腔湿度传感器。以陶瓷插芯固定光纤端面，以增加薄膜对光纤端面的结合力，在光纤端面镀制银膜/多孔硅膜/银膜，以两层银膜构成一个F-P干涉结构，中间的多孔硅薄膜作为湿度敏感原件制作的光纤F-P湿度传感探头，并进行湿度测试实验对制作的湿度传感器性能进行验证。针对上述内容本论文主要完成了下述研究工作：（1）光纤F-P干涉理论分析分析了多光束

3、干涉理论、高精细度光纤F-P腔理论以及低精细度光纤F-P干涉的传输损耗特性分析。（2）光纤F-P腔的制作高效简单光纤F-P腔的制作方法是困扰光纤F-P腔传感器走向实用化的主要原因，本文利用磁控溅射在用陶瓷插芯固定的端面镀膜，通过对其制作工艺的研究来提高和完善传感器探头的制作。（3）湿度敏感薄膜特性分析影响传感器探测精度除了F-P腔的反射薄膜制备效果之外还有湿度敏感薄膜的制备效果和其特性的影响，本文使用多孔硅薄膜制备的湿度敏感原件得到了很高的湿度响应特性。（4）湿度传感器实验测试设计了光纤F-P腔湿度传感器实验测试系统，搭建实验光路测试了传

4、感器对红外宽带光源入射时的光谱响应和单色激光光源入射时的光功率变化，并对测试结果数据进行分析得出湿度传感器的特性。关键词：光纤F-P腔，湿度传感器，湿度敏感薄膜，多孔硅57AbstractInmanyplaceit’sverynecessarythattodetectionofrelativehumidity.Indailylife,productionactivitiesandthegrowthandsurvivalofplantsandanimals,arecloselylinkedwiththesurroundingenvironm

5、enthumidity.householdappliances,transportation,medical,meteorology,industrialandagriculturalneedforhumiditymeasurement.Arsenalstoragewarehousewhereflammablesubstancesusingelectronichygrometerisverydangerous,butmostoftoday'smarketpresencehygrometerhumidityhashighshortcomin

6、gsismeasurementaccuracy.FiberF-PsensorisbasedontheprincipleofF-Pinterferencetoproduced.All-opticalsignalsensingsignalcanbetransmittedwithoutattenuationoflong-range,applicableinharshenvironmentmeasurement,opticalinterferometer,highresolutionfeatureswithhighprecisionisexpec

7、tedtoachievetherelativehumiditymeasurement.Thispaper,basedonfiber-opticF-PinterferenceprincipleinresearchanddevelopmentofopticalfiberendsurfacecoatingF-Pcavityhumiditysensor.Withceramicferrulefixedfiberend,inordertoincreasethefilmadhesiononthefiberendface.Coatedsilverfilm

8、/poroussiliconfilm/silverfilmonthefiberendface,silverfilmtoformatwo-tierstructureofF-Pinterferen