stms型光纤液体折射率传感器的研究

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3、师的指导下独立进行研究所取得的成果。除文中己经注明引巧的内容外，本论文不包含其化个人或集体已经发表或撰写过的硏究成果。对本女的研究做法出重要贡献的个人和集体，巧己在文中Ｗ明满方式标明。本声巧的律论责任由本人承担。女作者签名：＿日期：心１关于学位论文使用权的说巧本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括；？学校有权保管、并向有关部口送交学位论文的原件与复印件；感学校可ｌａ采用影巧、缩巧或其它复制手段复制并保存学位论文：感学校可允许学位论文被查

4、閒或借阅；感学校可ｌａ学术否流为目的Ｉ复制赠送巧交换学位论文；感学校可Ｗ公布学位论文的全部或部分内容签（保密学位论文在解密后遵守此规定）。名：处巧為日期．又导师签名：玉女主＾日期：Ｊ。＇谷巧１太原理工大学硕士研究生学位论文STMS型光纤液体折射率传感器的研究摘要折射率(RI)作为液体最重要的物理参量之一，反应了液体的本质特征，并且与温度、浓度、密度、热力系数等参量紧密相关。所以，在物理、化工、生物、医疗、环境等领域的科研和生产实践中，液体折射率变化的监控至关重要。光

5、纤传感器因其抗电磁干扰、电绝缘、耐腐蚀、灵敏度高、成本低、结构简单、对被测介质影响小等优良特性，可用来做液体折射率监控，近年来得到了广泛的研究。光纤液体折射率传感器利用液体折射率的变化来调制传输光参量（如强度、相位、波长等），通过对调制前后光谱的比较，解调出相应的折射率变化情况。近年来单模-多模-单模（SMS）光纤结构的折射率传感器得到大量研究。为了提高折射率灵敏度，科研工作者一般对SMS结构中的多模光纤进行微加工，使倏逝波增强并充分接受折射率的调制。本文基于SMS型光纤结构提出了单模-拉锥多模-单

6、模（STMS）型光纤结构的液体折射率传感器，有效提高了折射率传感灵敏度。研究工作由以下几部分组成：1.通过对现有成果研究总结发现研究者一般采用氢氟酸腐蚀、激光加工、火焰熔融拉锥的方法来加强MMF的倏逝场。但是氢氟酸腐蚀实验操作复杂，危险性高；激光加工需要用到昂贵的??2或飞秒激光器，成本过高不易于推广。火焰加热熔融拉锥的方法可以均匀减小MMF纤芯包层直I太原理工大学硕士研究生学位论文径，有效增强倏逝场效应，实验简单易操作，成本较低。故实验选用火焰加热熔融拉锥法。2.通过理论计算分析了多模干涉和光纤倏

7、逝场效应。根据对MMF进行的大量的拉锥实验，总结出了拉锥长度和光纤直径的经验性关系，为后续实验提供理论基础和数据参考。3.实验中选取了纤芯包层直径为62.5/125μm的MMF作为原材料，大大降低了光纤成本。使用拉锥长度30mm，光纤直径3.5532μm的拉锥多模光纤来制作单模-拉锥多模-单模（STMS）光纤结构的折射率传感器，此结构具有较强倏逝场，对外界折射率反应灵敏。在室温25℃条件下，将此结构中的拉锥多模光纤伸直并置于腾空状态，用液滴包裹拉锥区域，实验表明，此结构折射率传感器在折射率范围1.3

8、414-1.3586内具有1009.9nm/RIU的灵敏度，可精密监测液体折射率变化。关键词：光纤传感器，折射率传感，多模干涉，倏逝场，拉锥光纤II太原理工大学硕士研究生学位论文STUDYOFSINGLEMODE-TAPEREDMULTIMODE-SINGLEMODEFIBERLIQUIDREFRACTIVEINDEXSENSORABSTRACTRefractiveindex(RI)isoneofthemostimportantphysicalparametersof