基于特殊結構的光纖器件與傳感系統的研究與應用.pdf

1、伴隨著光纖制作以及相關技術的進步，光纖傳感器憑借自身優(yōu)點，受到越來越多研究者的關注。在安全保障、交通運輸、工程施工、管線監(jiān)測等領域都有著廣泛的應用。本文設計制作了不同的光纖干涉結構，并結合光纖光柵，分別搭建了可以對溫度、折射率、振動、氣壓以及位置信息傳感的特殊光纖結構傳感器。
　　具體工作包括以下幾個方面:
　　1.提出了無芯-單模-無芯的模式干涉結構，對該結構的透射譜特性進行了仿真。將該模式干涉結構與光柵相結合，制作了溫度

2、和折射率同時測量的傳感器。模式干涉峰和光柵反射峰的溫度靈敏度分別為0.07189nm/℃和0.01654nm/℃，其折射率靈敏度分別為-111.464nm/RIU和0nm/RIU。利用光柵和干涉結構制作了振動傳感器，分析了不同結構的傳感器性能。將該傳感器應用到列車監(jiān)控系統中，實驗對列車行車狀態(tài)進行了測量。
　　2.利用光柵的應力敏感性，設計了一種基于二維光柵陣列的位置傳感結構。實驗中對各個光柵的中心波長進行了設計，并批量制作了所需

3、光柵，用制成的傳感器實現了二維位置傳感，并以此為基礎設計制作了十二個鍵位的全光纖鍵盤。
　　3.提出了基于微加工的管狀光纖和光纖光柵的復合結構傳感器，實現了對溫度和氣壓的同時測量。對該結構氣壓傳感靈敏度進行了仿真，結果顯示該結構的氣壓靈敏度約為2.78nm/MPa。實驗制作所設計的溫度和氣壓傳感器，實現了對溫度和氣壓的同時測量。測量結果顯示傳感器的氣壓靈敏度為3.9969nm/MPa，溫度靈敏度為8.7pm/℃。
　　4.提