【摘 要】
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光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber,PCF)因独特的结构设计和新颖的导光特性,被广泛应用于各种领域。尤其在传感领域中的优良特性,使PCF成为现阶段光纤传感领域的研究热点
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光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber,PCF)因独特的结构设计和新颖的导光特性,被广泛应用于各种领域。尤其在传感领域中的优良特性,使PCF成为现阶段光纤传感领域的研究热点之一。本文主要针对光子晶体光纤传感特性进行研究:(1)基于光波导横向模耦合理论,设计了一种磁流体填充光子晶体光纤结构,通过优化结构实现了温度/磁场的传感,其中温度敏感系数分别达到0.512nm/℃和0.449nm/℃,磁场敏感系数分别到达-1.927nm/mT与-1.681nm/mT。此研究成果有助于解决复杂环境下温度/磁场的交叉敏感问题。(2)基于光子晶体光纤光栅(Photonic Crystal Fiber Bragg Gate,PCFBG)温度传感特性,通过向PCFBG包层空气孔中选择性填充丙二醇实现温度不敏感传感特性,此温度不敏感PCFBG具有优良应变传感特性。因此,通过级联结构与参数优化可实现温度/应变双参量传感,其中温度补偿的传感通道应变敏感系数达到1.226pm/με。另一常规传感通道温度敏感系数达到13.27pm/℃,应变敏感系数达到1.203pm/με。(3)基于理论研究成果设计了一种光子晶体光纤光栅传感解调方案,该方案主要包括光路单元、信号处理单元和显示单元,通过软件设计实现温度/应变双参量传感解调。
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