基于菲涅尔反射的光纤磁场传感及双参数测量技术的研究

来源 :华南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:user180
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
随着信息技术的发展,光纤传感技术作为作用日益显著的高新信息技术,是光纤通信和集成光学技术二者的结晶。其设计灵活、灵敏度高、响应速度快、可适应许多恶劣测量环境等优势,弥补了传统传感器在应用中的诸多限制,极大地推动了传感技术的发展,满足了现代测量技术的需要,因此其被应用于许多领域中。由于光纤传感器在军用和民用市场中重要的应用价值,其研究和开发在世界范围内引起了高度的重视。   本文研究的是基于菲涅尔反射的光纤磁场传感器及双参数测量技术,从理论和实验上研究基于菲涅尔反射的光纤传感系统。在光纤双通道折射率测量系统的基础上,结合磁流体的特性,将光纤折射率传感技术应用到磁场测量上;此外提出了融合Fabry-Perot(F-P)干涉腔及光纤光栅的光纤传感系统,用于测量折射率及温度这两个参数。具体说来,本文的主要工作以及创新点包括:   1、提出一种简单的基于四氧化三铁纳米磁流体和相对菲涅耳反射光强测量法的光纤磁场传感器。该传感系统有两个光纤传感探头,其中的光纤探测端插入磁流体中。通过实验对不同浓度的磁流体在不同磁场中的折射率变化关系进行验证。实验结果表明浓度相对高的磁流体适用于测量较弱的磁场,浓度低的适用于测量较强的磁场。该技术能有效地消除由于光源的抖动和环境因素所引起的误差。该传感器具有在线和远程磁场传感的潜在能力。传感器的测量精度受到磁流体的浓度及温度的影响,磁流体中表面活性剂的性质应该也对传感器的精度有所影响。   2、提出了一种基于融合F-P干涉腔与光纤光栅的折射率及温度双参数测量传感系统,实验结果表明该传感系统能够区分折射率与温度测量。F-P腔干涉谱的条纹对比度用来监测折射率的变化,而光纤光栅的布拉格波长用于监测温度的变化。折射率测量方面,在1.3144到1.3560的范围上,该传感器有很高的折射率分辨率为8.1×10-6;温度测量灵敏度达到0.01006nm/℃。
其他文献
薄膜在信息、生物、航空、航天、新能源等领域有着广泛的应用,薄膜样品的厚度、折射率、吸收系数等参数的测量,在光学薄膜的发展中占有十分重要的地位。椭圆偏振测量术(Ellipsom
量子行走是经典随机行走的量子力学推广,它不仅是设计量子算法的重要基础,而且是模拟复杂系统动力学演化的一个非常有效的模型。文中首先给出了离散时间量子行走和连续时间量
石墨烯,即单层石墨,自从2004年被Novoselov和Geim在实验室制备出来就引起科学界的高度关注。许多令人惊奇的物理现象在石墨烯系统中被发现,其中很多是与石墨烯能带在费米能附近
本论文主要介绍了非局域介质中多极表面孤子和局域增益介质中耗散孤子的一些基本属性,包括孤子解是否存在,孤子解是否稳定等等。在非局域非线性介质中,理论研究表明多极表面孤子
光子晶体是一种存在带隙的人工周期性结构,频率落在光子带隙中的电磁波将不能在其中传播。它可以如人所愿的控制光子的运动。超材料是另一类具有新颖电磁特性的人工材料,它包括
目前,Ce3+激活的YAG荧光粉是最广泛的用于蓝色管芯的白光LED用荧光材料,不但发光效率高,而且物理和化学性质稳定。该系列的荧光粉可以强烈地吸收蓝光芯片(450-460nm)的蓝光,
本文综述了多层薄膜的测量方法和数据反演的国内外概括及进展,介绍了椭偏法测量薄膜光学参数的基本原理。为了利用单波长椭偏仪解决多层薄膜的椭偏数据处理问题,提出了一种多层
量子理论与现代信息科学、计算机科学的结合产生了一门新兴的交叉学科——量子信息学,经过多年的全面发展,已有颇多的研究成果呈现在世人面前。发展量子信息学的一个重要目的就
相位恢复(Phase retrieval)算法最早是为了解决在物理成像领域,如x射线晶体衍射成像等,由强度探测器带来的相位丢失问题。在这些应用场合,通常需要通过对某一衍射场的波前强度测
隧道效应是一个重要的量子现象,在超导的微观机理探索中,隧道效应起到了非常重要的作用。在金属和超导体之间夹一层很薄的绝缘层,这就构成了金属-超导隧道结,加上偏压后,电子可以