长周期光纤光栅高灵敏度折射率传感器

《长周期光纤光栅高灵敏度折射率传感器》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、学号：S13020144硕士学位论文长周期光纤光栅高灵敏度折射率传感器研究生姓名：王清桃学科、专业：光学工程二○一六年三月分类号：TP273密级：可公开UDC：编号：长周期光纤光栅高灵敏度折射率传感器HIGHLYSENSITIVELONGPERIODFIBERGRATINGREFRACTIVEINDEXSENSOR学位授予单位及代码：长春理工大学(10186)学科专业名称及代码：光学工程(080300)研究方向：光电子技术及应用申请学位级别：硕士指导教师：刘国军教授研究生：王清桃王永杰副研究员论文起止时间：201

2、4.9-2015.12长春理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文《长周期光纤光栅高灵敏度折射率传感器》是本人在指导教师的指导下，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，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。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。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：年月日长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同意长春理工

3、大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名：年月日导师签名：年月日摘要长周期光纤光栅（LPG）为一种广泛应用于光通信和光传感领域的光纤器件，在传感应用领域，其有着独特的优势。本文首先在理论上对LPG进行了研究，模拟分析了LPG的耦合特性、有效折射率特性以及各光纤

4、参数和光栅参数对传输谱特性的影响，为制作成满足我们需要的LPG提供一定的指导作用。普通的LPG(包层直径为125μm)对环境折射率不是特别敏感。包层直径的改变对LPG各个包层模的传输谱有不同程度的影响。本文仿真了不同包层直径下LPG的传输谱及各包层模折射率灵敏度随包层直径的变化趋势，并对其进行了阐述分析，在理论上解释了包层直径的减小如何提高折射率灵敏度。理论研究表明，减小包层直径，选择适当的包层模，能实现LPG对外界折射率高灵敏度的传感测量。文章最后用包层直径为80μm的LPG和普通LPG分别实验测试了NaCl溶

5、液的折射率特性，实验中对温度进行了补偿。实验测得所选用的80μm的LPG用于折射率传感测量的灵敏度是普通LPG的3倍多。关键词：长周期光纤光栅(LPG)传输谱包层模环境折射率折射率灵敏度NaCl溶液ABSTRACTLongperiodfibergrating(LPG)isaopticaldevicethatwidelyusedinopticalcommunicationandopticalsensingfield,andithasuniqueadvantageinsensingapplicationareas.A

6、theoreticalstudyonLPGisconductedfirstlyinthispaper,andthenthecouplingcharacteristics,effectiverefractiveindexcharacteristicsandtransmissionspectrumcharacteristicsateachgratingparametersofLPGareanalyzedbynumericalsimulation.Thecharacteristicscanprovidesometheo

7、reticalguidanceonfabricatingtheLPGthatmeetourneeds.ThecladdingdiameterofLPGhasthevaryingdegreeeffectsontransmissionspectrumofeachcladdingmode.Inthispaper,longperiodfibergratingstransmissionspectrumofdifferentcladdingdiameterandthechangesoftherefractiveindexse

8、nsitivitywiththecladdingdiameterofeachcladdingmodearesimulatedandanalyzed,explaininghowthereductionofcladdingdiameterimprovethesensitivityofrefractiveindextheoretically.Thesimulationresul