迈克尔逊光纤传感器及悬臂梁光纤传感器的高温传感特性研究

《迈克尔逊光纤传感器及悬臂梁光纤传感器的高温传感特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号TP212学校代码10590UDC535密级公开深圳大学硕士学位论文迈克尔逊光纤传感器及悬臂梁光纤传感器的高温传感特性研究学位申请人姓名周文专业名称光学学院（系、所）电子科学与技术学院指导教师姓名于永芹副教授深圳大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文迈克尔逊光纤传感器及悬臂梁光纤传感器的高温传感特性研究是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本

2、声明的法律后果由本人承担。论文作者签名：日期：年月日迈克尔逊光纤传感器及悬臂梁光纤传感器的高温传感特性研究摘要自从20世纪60年代，高琨等人提出了将纤维波导作为光传导介质,70年代美国Corning公司制造出第一根低损耗单模光纤至今，光通信技术发展迅速，成为当今信息时代的支柱产业之一。光纤传感技术作为光通信技术里面的一个分支，也受到越来越多的关注。本论文主要研究了光纤迈克尔逊干涉型传感器，并在此基础上进一步优化提出并验证了基于两套光干涉叠加的光纤悬臂梁传感器，通过实验研究了其高温传感特性。本论文的主要内容为：1.对光纤传感器进行了分类说明，介绍

3、了迈克尔逊光纤传感器的研究现状，并从制作工艺上进行了简单分类。2.利用飞秒激光在单模光纤切割45°倾斜光纤端面，制作了迈克尔逊高温传感器，并研究了其高温传感特性。由于45°倾斜光纤端面满足全内反射，光经过45°倾斜光纤端面将分成两束光，一束光直接原路返回，另外一束光经过3次反射返回到纤芯，形成迈克尔逊干涉仪。表明了45°倾斜光纤端面迈克尔逊传感器具有非常好的重复性与稳定性。传感探头在室温到800C温度范围内响应曲线呈现非线性。在600C传感探头的温度灵敏度为19.7pm/C，测量温度的精度为4.1C。3.利用飞秒激光在细芯光纤(纤芯尺寸

4、4µm)切割45°倾斜光纤端面，制作了迈克尔逊高温传感器，研究其高温传感特性。从100C到900C，传感器反射谱波谷随温度的升高红移，温度响应曲线呈现非线性。100C到300C温度灵敏度为9.2pm/C；300C到600C温度灵敏度为20.5pm/C；600C到900C温度灵敏度为47.5pm/C。4.利用飞秒激光在单模光纤制作了45°悬臂梁高温传感器，反射谱是由两套光干涉叠加而成，形成干涉谱主要是由45°倾斜端面形成的迈克尔逊干涉及空气腔形成的法布里-珀罗干涉。从室温到1000C温度灵敏度为17pm/C左右，3次温度

5、循环实验表明45°悬臂梁传感器具有良好的重复性、高温稳定性及波长的稳定性。45°悬臂梁高温传感器的有效传感端面得到了保护，可以耐受更高温度。I迈克尔逊光纤传感器及悬臂梁光纤传感器的高温传感特性研究5.利用飞秒激光在单模光纤制作了90°悬臂梁高温传感器，反射谱是两套法布里-珀罗干涉叠加的结果。室温到200C，温度灵敏度为10pm/C左右；200C到800C，温度灵敏度为17pm/C左右。关键词：光纤传感；迈克尔逊光纤干涉仪；光纤悬臂梁；飞秒激光IIThehigh-temperaturesensingcharacteristicsoffi

6、berMichelsoninterferometerandfibercantileverbeamAbstractSincethe1960s,fiberwaveguideasthelighttransmissionmediumhasbeenproposedbyC.K.Kao;Sincethefirstlow-losssinglemodefiberwasfabricatedbyAmericanCorningCorporationon1970s,opticalcommunicationtechnologyhasbeendevelopedrapidly

7、andbecomeoneofpillarindustriesintoday'sinformationage.Theopticalfibersensingtechnologyasabranchofopticalcommunicationtechnologyhasbeendrawnmoreandmoreattentionaswell.Inthispaper,theopticalfiberMichelsoninterferometricsensorhasbeenmainlystudied,andthefibercantileversensorsbas

8、edonthesuperpositionoftwosetsofopticalinterferencehavebeenputforwardontheba