長(zhǎng)周期光纖光柵傳感器的研究.pdf

1、本文中全方位綜述了各類光纖光柵的結(jié)構(gòu)特性、傳感原理以及制作方法。同時(shí)，基于三層介質(zhì)的單模光纖波動(dòng)理論及耦合理論，分別對(duì)布拉格光纖光柵的反射譜及長(zhǎng)周期光纖光柵的透射譜進(jìn)行了數(shù)值仿真。并且，分別采用相位掩模技術(shù)和振幅掩模技術(shù)制作出了性能優(yōu)良且穩(wěn)定的光纖布拉格光柵和長(zhǎng)周期光纖光柵。同時(shí)，基于布拉格光纖光柵和長(zhǎng)周期光纖光柵對(duì)外界應(yīng)力、溫度、折射率等敏感的特性，利用化學(xué)腐蝕，物理形變，加熱等方式，設(shè)計(jì)了一系列的光纖光柵傳感器及傳感裝置，并經(jīng)多次實(shí)

2、驗(yàn)測(cè)試，取得了較為理想的結(jié)果。
　　首先，實(shí)驗(yàn)中自行設(shè)計(jì)了一種能在光纖端面鍍膜的載具及方法。利用此鍍膜載具，可以同時(shí)將數(shù)百根端面平整的裸光纖放入磁控濺射鍍膜機(jī)內(nèi)并在其端面鍍上一層厚度30nm~300nm的金屬反射膜。將端面已經(jīng)鍍了反射膜的尾纖焊接在長(zhǎng)周期光纖光柵尾端，構(gòu)成一個(gè)完整的長(zhǎng)周期光纖光柵Michelson干涉儀。同時(shí)，根據(jù)相位差原理，分析了長(zhǎng)周期光纖光柵Michelson干涉儀波峰隨外界環(huán)境的變化規(guī)律。然后，利用三層溶液腐

3、蝕的辦法，將長(zhǎng)周期光纖光柵Michelson干涉儀的干涉臂局部腐蝕，得出隨光纖外徑的減少長(zhǎng)周期光纖光柵Michelson干涉儀對(duì)外界環(huán)境折射率的靈敏度有顯著的提高的結(jié)論。其次，設(shè)計(jì)了一系列實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)流水折射率與溫度的裝置及方法，經(jīng)反復(fù)測(cè)試，表明該裝置具有較高的穩(wěn)定性和精確度。最后，利用長(zhǎng)周期光纖光柵較高的溫度、折射率靈敏度和光纖布拉格光柵較高的反射效率，設(shè)計(jì)了一種基于光纖布拉格光柵濾波的級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵的溫度及折射率傳感方法。利用光纖布