基于光纤布拉格光栅慢光的高灵敏位移传感器的研究

来源 :东北大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:ylzhou40
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着科学技术与机械加工技术的发展,微机械被广泛的应用于微电子、国防、工业、航天以及精密仪器等领域中,正是众多领域对微机械的需求促进了微位移检测技术的发展。光纤布拉格光栅(FiberBragg Grating,FBG)传感器件具有体积小、耐腐蚀、抗干扰能力强、波长解调、便于复用等优点,在光纤传感和通信领域应用广泛。虽然传统的FBG传感器能够测量位移,但较低的灵敏度限制了它在精密测量领域的应用。FBG禁带附近存在透射率随波长变化的旁瓣,在此处的光也会多次往返传输使部分光透射,而另一部分光被反射回。经过周期结构的透射光或反射光会存在较大的群时延(Group Delay),表明FBG能够产生结构型慢光,慢光技术的引入能提高FBG传感的灵敏度,因此本文以传统光栅传感技术为基础,提出了一种基于FBG慢光的高灵敏度位移传感器,并搭建了微位移传感测量系统,通过改变微位移的输入量,进而对位移传感器的各个性能指标进行评估。本文主要通过数值仿真与实验数据分析对高灵敏度微位移传感系统进行了研究。主要研究内容包括:(1)对FBG产生慢光的特性与机理进行理论研究和数值仿真分析,运用耦合模理论和传输矩阵思想建立不同类型的光栅的理论模型,并观测不同结构参数和不同类型光栅的慢光特性,研究结构参数对FBG慢光特性的影响,确定出FBG的合理的结构参数,为后面的实验指明方向。(2)设计并搭建FBG在不同波长处的慢光时延测量系统,同时完成了上位机数据采集界面,实现自动采集。锁定慢光时延最大值对应的波长,提高微位移传感灵敏度。(3)针对FBG传感基本理论进行研究,将慢光技术引入传感过程中,提出了可行的基于FBG慢光的微位移传感方法。设计并搭建了微位移传感系统进行位移测量实验,并对传感特性进行了分析和处理。最终系统的测量范围为60μm,分辨力达66.3 nm,灵敏度为15.0786 mW/mm,比光强解调的普通光纤光栅传感提高了 13倍。本文从理论和实验两个角度验证了 FBG能够产生慢光,并运用慢光技术提高了微位移传感器的灵敏度。但仍遗留一些问题,如光源功率的波动、传感器的体积和微加工制作等,还需要更深层次的考虑完善。
其他文献
目的:建立脂多糖(LPS)诱导小鼠急性肝损伤模型。方法:20只雄性昆明小鼠随机分为对照(腹腔注射相同体积NS)和LPS(腹腔注射LPS(8、15、20 mg/kg))组。6 h后,观察小鼠肝脏形态变化,测定血
利用溶剂缓慢挥发法合成了以5-甲基-2-(2′-吡啶基)苯并咪唑为主配体的铜(Ⅱ)混配配合物[Cu(HPBM)(Gly)(H2O)]ClO4·0.5H2O(HPBM=5-甲基-2-(2′-吡啶基)苯并咪唑,Gly=甘氨酸根)。采用元素分
在新世纪的头五年里,中国编辑学会根据实际需要,召开过五次年会,三次编辑学理论研讨会,九次专题研讨会和座谈会,两次编辑史、出版史研讨会,两次各省市编辑学会负责人交流工作
行为免疫系统是在没有现代医学的远古时代,由来自进化环境中反复发生的疾病压力选择而来,通过激活自身的厌恶情绪来对抗外界环境中可能存在的病菌威胁和疾病感染的心理机制。
移动互联网的发展与普及为教育信息化2.0时代的教育教学改革提供了新的契机,探索基于智能网络信息技术的教育教学新模式成为当今教育的重要议题之一。随着信息网络技术的发展
针对大耕深(耕深大于20cm)旋耕刀表硬心韧的性能要求,提出对旋耕刀"表面渗铬—淬火—中温回火处理"的制造新工艺(简称渗铬热处理工艺),考察了采用该工艺所制旋耕刀的室温干摩擦磨损
目的:探讨罗浮山百草油治疗结节性红斑的临床效果。方法:随机选取2014年3月-2016年3月本科室近年接收的结节性红斑患者80例,按照随机数字表法平均分为观察组和对照组,各40例。
<正>海洋中遨游的玳瑁。龟类在陆地上行动较为笨拙,但只要进入水中,则非常自如。龟是人们熟悉的动物,具有四足动物中独一无二的甲壳结构,也是惟一没有牙齿的现代爬行动物。依
电力系统需求侧业扩报装的容量是分析预测全社会用电量的一个重要参考指标,长期以来,都以定性分析为主,文章以安徽为例,在对相关变量进行季节性分解的基础上,建立业扩报装容
成人发热208例病因分析(266042)青岛医学院第二附属医院孟冬梅袁成录现对我院内科1987年1月~1997年12月,以发热待诊入院的208例分析如下。1临床资料1.1一般资料本文选择体温在38.5℃以上,发热时间持续2周或2周以上未