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利用塑料光纤制作成的传感器具有石英光纤传感器所不具有的优势,塑料光纤具有较大的数值孔径,因此塑料光纤的耦合比较容易。此外,塑料光纤单位质量小、抗化学腐蚀和耐冲击,抗拉伸和耐弯曲的优点使得塑料光纤比石英光纤更适合作为传感器。从实验角度考虑,对塑料光纤的加工和处理也比石英光纤简单,因为塑料光纤柔韧性比玻璃光纤要好,不易折断,鉴于此我们选用塑料光纤来测量液体的折射率。折射率的测量在很多领域具有非常重要的现实意义,如化学中的溶液浓度检测,生物化学中细菌生长的实时检测,环境监测中的水质检验等都需要对液体的折射率进行测量,甚至在饮料工业方面也需要检测折射率。本文提出了一种利用塑料光纤制作的液体折射率传感器,通过对塑料光纤进行加工处理,达到对外界折射率敏感,实现对折射率的传感。我们采用加热拉伸的办法,对塑料光纤进行拉锥,使光纤呈现双锥型结构并将该部分作为传感头。实验中已经成功拉制出纤芯直径200um,锥腰长度为5mm的锥型塑料光纤,锥型区域锥腰尺寸与纤芯直径可以有效的控制。除此之外还运用matlab软件模拟了处于不同外界折射率下的锥型光纤的包层光功率与光纤总功率的比值变化情况,包括光纤在不同芯径和不同波长下光纤包层功率与总功率的比值变化情况,为后面通过改变实验条件探究这种传感器的特性提供了依据。本实验通过配置一定体积浓度的甘油溶液,以0.015为间隔步长,可以在1.335至1.417范围内改变溶液的折射率,并用配置好的溶液改变光纤传感头周围的折射率。实验中对光源采用强度调制的方法,并将调制后的光耦合到光纤中,光纤出射端的光功率由光电检测器转换为电压信号并通过数字示波器显示,通过记录电压信号的变化来反映光纤的传输损耗情况。实验结果显示出光纤传输损耗与外界折射率的增加呈线性关系,利用拉制的光纤制作的锥型光纤传感器灵敏度可以达到18dB/RIU。除了进行上述实验外,还探究了传感器在不同光波长、不同芯径条件下的特性。在探究光纤传感器处于不同波长下对外界折射率的反应时,采用了650nm、808nm、980nm三种不同波长分别进行了实验,实验表明三种波长下光纤的传输损耗随外界折射率的变化均呈线性变化。在探究锥型塑料光纤传感器在不同芯径条件下的特性时,选取光纤直芯径分别为200um、300um和400um三根光纤进行试验,结果表明传感器随着纤芯直径的变小,测量外界折射率的灵敏度会增加。在考虑温度对实验结果的影响时,首先将光纤锥型区周围温度从16加热升至61观察光功率的输出变化,结果表明温度对实验的影响仅为0.0025dB/,可以忽略。为了研究光纤在测量液体折射率的情况下,将光纤放入待测溶液时因溶液温度的升高而导致光纤传输损耗的变化时,我们将锥型区放入待测溶液中,加热溶液,并记录数据,得出的实验结果表明由温度引起的损耗不超过0.04dB/,试验时通过稳定溶液的温度,这种损耗是可以忽略的。本论文的第一部分为绪论部分,介绍了光纤传感器的发展,特点以及应用范围并简单介绍了折射率传感器的发展现状;第二部分阐述了塑料光纤的特性,着重介绍了与本论文相关的损耗特性,这对于使用塑料光纤制作的折射率传感器来说很重要;第三章从波动理论方面分析了利用双锥型塑料光纤制作液体折射率传感器的理论模型,并用matlab进行了模拟;第四章为本论文的实验工作及结果分析,并探究了光纤在不同芯径和不同波长下的传感特性,最后研究了温度对实验的影响。