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光纤传感器技术是伴随着光纤通信技术的不断发展而逐渐形成的一门技术。光纤传感器由于其结构简单、抗电磁干扰并且适合在各种恶劣环境中工作环境等优点,在实验研究和实际应用中占据了较高的地位。高双折射光纤基于其自身结构的关系,有着良好的偏振保持特性以及温度感应特性,在光纤传感技术中有着良好的应用效果,而光纤Sagnac干涉仪也因为其具有极高的灵敏度在各个领域得到了广泛应用。
本文分析了光纤的Sagnac干涉仪的原理和相关特性,并在此基础上提出了基于高双折射光纤的Sagnac干涉仪用于温度和折射率的同时测量的一种结构。干涉仪通过热光效应以及菲涅尔反射分别测量了溶液温度和折射率的变化。在折射率从1.3105到1.3342的变化范围内,传感器的强度对折射率(RI)的响应度为9.43 dB/RI。在温度变化从55℃到59.5℃的范围内,光谱对温度的响应度为0.88nm/℃,线性拟合度为0.99988。本文的主要工作如下:
(1)对光纤传感技术中光纤的光波调制技术进行了分析
(2)介绍了功能型光纤传感器和非功能型光纤传感器,概述了光纤传感器的相位调制原理以及对传感中的应力应变等效应进行了分析,并且介绍了典型干涉测量仪与光纤干涉传感器。
(3)对高双折射光纤环镜原理及传感特性进行了分析,通过Jones矩阵对高双折射光纤Sagnac干涉仪的基本元件以及传输的光谱进行了理论研究,分析了影响透射率的相关参数,研究了其传感特性。
(4)详细介绍了基于高双折射光纤Sagnac干涉仪对温度和折射率的同时测量传感器,对其实验装置以及测量原理进行了分析和研究,并且分析了实验结果。