基于花生形熔接结构的光纤传感器的研究

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1、Ｉ幸巧钟音余從ＣＨＩＮＡＪＩＬＩＡＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕±学位论文ＭＡＳＴＥ民ＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ基于花生形烙接结构的光韩传感器的研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒＳｅｎｓｏｒＢａｓｅｄｏｎＰｅａｎｕｔＳｈａｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅｐ作者王栋远导师金永兴学科光学工程中国计量学晓二〇—五年十一月ｒ－＼－＇－：：■；、独创性声明本人声明巧呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的，除了文中特别加研巧成果＾＾＾示法和致谢之处外，论

2、文中不包含其他人已经发表或撰写过的研巧成果，也不包含为獸得中国计量学院或其他教育化构的学位或证书而使用过的材料一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均。与我已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字曰期；护ｆ居年＾月ｌ曰｜学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国升量学院有关保留、使用学位论文的＾规定。特授权中国计量学院可１义陪学位论义的今部或部分内容编入有关教据库进巧检索，并采巧影印、缩印或扫描等复制手段保存、Ｃ編ＵＡ供查阅和借’阅。同意学校向国家有关部Ｉ］或机构送交论文的复巧件和磁盘。（保密

3、的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名；＋苗导师签名：签ｊｉ、字曰期沪仁月曰签字曰期：１叫＾＾月又曰＾ｆResearchonOpticalFiberSensorBasedonPeanutShapeStructureByDongYuanWangADissertationSubmittedtoChinaJiliangUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofEngineeringChinaJiliangUniversityNov,

4、2015中图分类号TP212.1学校代码10356UDC535密级公开硕士学位论文MASTERDISSERTATION基于花生形熔接结构的光纤传感器的研究ResearchonOpticalFiberSensorBasedonPeanutShapeStructure作者王栋远导师金永兴申请学位工学硕士培养单位中国计量学院学科专业光学工程研究方向光纤传感二〇一五年十一月致谢光阴似箭，岁月如梭，转眼间两年半的研究生生活即将结束。回忆起这两年半的点点滴滴，感慨不已。我很幸运地来到了一个很好的环境，在这里遇到了很多良师益友，给我很多的指引和帮助，使我这两年半里学

5、到了许多毕生都会受益无穷的东西。首先感谢我的导师金永兴教授，从论文定题到写作定稿，金老师都倾注了大量的心血。在我攻读硕士研究生期间，深深受益于金老师的关心和指导。在此仅向金老师表示我最诚挚的敬意和感谢！感谢中国计量学院给我一个宝贵的求学机会，尤其是学校的图书馆和数据库，为广大师生的学习提供了很大的帮助。感谢光学与电子科技学院所有老师的关心和帮助，感谢实验室所有的师兄师姐、师弟师妹们，以及我的室友，正是他们无私的关怀和帮助，才使我的研究生生活过得很精彩。王栋远2015年11月基于花生形熔接结构的光纤传感器的研究摘要：本文主要对基于花生形熔接结构的光纤传感

6、器进行了研究。制作了两种基于花生形结构的传感器，一种是花生形结构与多模光纤相熔接而成的光纤传感器，另一种是花生形结构和长周期光栅相熔接而成的光纤传感器，利用这两种结构的传感器分别进行了角度、液位、折射率、曲率等常规物理量的实验。基于花生形结构的光纤传感器具有很多独特的优势，如结构轻巧、灵敏度高、可塑性好、反应速度快等，而且制作简单，可重复性高。本文对基于花生形结构的光纤传感器所涉及到的相关干涉理论进行了介绍，并且分别讨论了两种结构的传感器对上述物理量测量的灵敏度和线性度。本论文的主要研究内容如下：1、分别介绍了Michelson光纤传感器、Mach-Z

7、ehnder光纤传感器、Sagnac光纤传感器、Fabry-Perot光纤传感器。阐述了M-Z干涉仪所涉及的一些模式干涉理论，以及介绍了花生形熔接结构的制作方法、传感原理和模场分布。2、提出了一种由花生形结构和多模光纤相结合的传感器，花生形结构与多模光纤之间有一段长为30mm的单模光纤，多模光纤长4mm，即整个传感结构长度为34mm。分别对液位、折射率、温度的研究背景和所涉及的相关测量原理进行了介绍，并且利用此传感器分别这三个物理量进行了实验测量。实验结果获得了较好的灵敏度和线性度,表明此结构的传感器对这三个物理量的测量具有很好的线性变化关系。3、提出

8、了一种由花生形结构与LPG级联相结合的传感器结构，LPG的长度为24mm，花生形结构与LPG之