基于多次反射結構的光纖加速度計增敏技術研究.pdf

1、在光纖加速度計中，相位靈敏度和諧振頻率之間存在制約關系，在保障工作頻帶的條件下難以有效地提高加速度相位靈敏度。近年來在一些重要測量領域對加速度計提出了小型化要求，基于MEMS技術的F-P腔加速度計是目前小型化研究的熱點之一，但現有的各種增敏措施均難以提高相位靈敏度限制條件，因此，需要尋求一種新的增敏技術方案。
　　本論文基于梁結構加速度計性能分析結果提出了靈敏度約束條件，計算了彈性柱體結構加速度計的靈敏度約束常數，提出了基于多次反

2、射結構的增敏方案。對該方案性能指標的分析中得到了加速度探頭的反射次數等光學參數以及彈性柱體內徑等彈性參數對相位靈敏度和諧振頻率的影響，并利用一維光纖加速度計實驗驗證了該增敏方案，對基于MEMS技術的微型F-P腔加速度計的靈敏度設計提供了一定的參考。
　　論文取得的主要成果如下：
　　1.基于梁結構加速度計性能分析得到了靈敏度約束條件，仿真分析了探頭結構參數以及反射介質表面反射率、反射次數及探頭損耗等光學參數對加速度靈敏度和諧

3、振頻率的影響，為優(yōu)化設計探頭結構提供了有效的參考指標。
　　2.提出了基于空間光多次反射的加速度增敏方案，對該方案進行了理論分析和仿真。結果表明，通過增加光束在探頭中的反射次數，可以在保障系統工作頻帶的條件下有效地提高相位靈敏度，且相位靈敏度的提高和反射次數的增加成正比。
　　3.研制了反射次數分別為1次、10次和11次的一維加速度計探頭，實驗測得了各探頭的相位靈敏度頻率響應。結果表明，對于用推挽式結構固定的單臂式加速度計，