基于少模光纤微腔的F--P传感特性研究

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近年来,光纤传感器由于其灵敏度高、抗电磁干扰、体积小巧等优点而备受国内外研究学者的关注。其中,光纤法-珀(F-P)传感器不仅具有较高的检测灵敏度和分辨率,而且结构紧凑、解调方式简单,被广泛应用于温度、折射率、应变等物理量的测量。
  本文在总结分析利用不同方法制备不同结构光纤F-P传感器的国内外研究现状的基础上,采用化学腐蚀的方法制备了两种不同结构的光纤F-P传感器,并对其传输特性及传感特性进行了深入研究,具体内容包括:
  首先,介绍了干涉型光纤传感器的基本原理,详细研究了光的干涉原理以及多光束F-P干涉原理,重点讨论了当有多个反射面参与时发生的双光束干涉、三光束干涉和四光束干涉时的传输原理。
  其次,提出并制备了基于少模光纤单腔结构的F-P传感器,建立了单腔结构发生三光束干涉的理论模型,模拟仿真了其传输特性,通过实验验证了传输光谱以及此传感器对温度和折射率的传感特性。
  然后,提出并实现了基于少模光纤单腔结构的F-P传感器的温度增敏实验,详细研究了温度增敏实验的理论模型并进行了模拟仿真,通过实验研究不同传感器的结构参数对温度增敏效果的影响。
  最后,提出并制备了基于少模光纤双腔结构的F-P传感器,建立了当双腔结构发生四光束干涉和五光束干涉时的理论模型,模拟仿真了它们各自的传输光谱特性,实验研究了四光束干涉和五光束干涉传感器对温度的传感特性,并根据四光束干涉传感器的结构特点对其拉力传感特性进行了研究。
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