高灵敏度光纤压力传感器的研究

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1、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目高灵敏度光纤压力传感器的研究作者姓名相鹏瑞学科专业光学工程指导教师齐跃峰教授2016年5月中图分类号：TP391学校代码：10216UDC：621.3密级：公开工学硕士学位论文高灵敏度光纤压力传感器的研究硕士研究生：相鹏瑞导师：齐跃峰申请学位：工学硕士学科专业：光学工程所在单位：信息科学与工程学院答辩日期：2016年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinOpticalEngineeringRESEARCHONHIGHSEN

2、SITIVITYOPTICALFIBERPRESSURESENSORbyXiangPengruiSupervisor:ProfessorQiYuefengYanshanUniversity2016.5燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《高灵敏度光纤压力传感器的研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本

3、声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《高灵敏度光纤压力传感器的研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学

4、位论文属于不保密□。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要光纤传感器作为一种重要的传感器件，由于其在被广泛应用于信号检测和传感领域。在各类高灵敏光纤传感器中，法布里-珀罗型具有结构简单、腔长短、精度高的特点，实用化程度最高；而为进一步提高传感器灵敏度并且保持光纤传感器体积小的优点，基于非本征型光纤法布里-珀罗干涉仪的膜片式压力传感器成为近期前沿的研究热点。现阶段非本征型光纤法布里-珀罗压力传感器常用蚀刻的方法形成空心腔以及化学合成的方法制备传感薄膜，此工艺

5、已经成功的实现光纤压力传感器的生产及应用。本论文在此基础上进行以毛细玻璃管作为腔体，利用热沉积的方法完成传感薄膜的制备与优化，通过亚微米薄膜的低损耗转移技术，制备非本征型光纤法布里-珀罗压力传感器的研究。具体进行以下研究工作：首先，介绍光纤传感器的发展历程，阐述光纤膜片式压力传感器传感特性及其在传感领域的应用。其次，研究膜片式压力传感器的传感机理，分析非本征膜片式光纤压力传感器中的干涉理论。再次，系统研究了传感器在制备过程中膜片的形变原理及频响特性，深入分析了膜片的材质、形状、大小、厚度等参数对传感

6、器性能的影响，探索对蒸镀形成的薄膜低损耗转移的方法，形成基于金属薄膜新型的腔体结构，完成压力传感头的制备。最后，利用毛细玻璃管、单模光纤和金属薄膜制备传感器，进行简单滤波放大电路的设计和制作，搭建压力传感器的测试系统。对本文中提出相关结构的压力传感器的传感特性进行了测量及分析，得到了灵敏度较高的光纤压力传感器。关键词：光纤传感器；非本征法布里-珀罗干涉；光纤膜片式压力传感器；金属薄膜；薄膜低损转移I燕山大学工学硕士学位论文AbstractAsasensor,theopticalfibersensor

7、issoimportant.Itiswidelyusedinsignaldetectionandsensingfield.Inallkindsofhighsensitiveopticalfibersensor,themethodofFabry-Perothasthecharacteristicsofsimplestructure,shortcavitylength,andhighprecision.Soithasthehighestdegreeinitspracticalapplication.To

8、improvethesensorsensitivityandkeeptheadvantagesofsmallvolume,diaphragmpressuresensorshavebecomethefocusintherecentfrontier,whicharebasedontheextrinsicFabry-Perotinterference.Atthisstage,theetchingmethodofformingthehollowcavityandthechem