光纖Fabry-Perot位移傳感器的研究.pdf

1、光纖法布里—珀羅(F-P)傳感器是當(dāng)前光纖傳感器研究領(lǐng)域的一個(gè)重要分支。光纖F-P傳感器具有體積小、分辨率高、靈敏度高、耐高溫、良好的可靠性和靈活性等優(yōu)點(diǎn)，還能夠直接測(cè)量高溫、高壓、應(yīng)變、振動(dòng)及聲波等多種參量，特別適用于石油化工、電力系統(tǒng)等惡劣環(huán)境下應(yīng)用。
　　本文以非本征型光纖法布里—珀羅(F-P)干涉?zhèn)鞲衅?EFPI)為研究對(duì)象，對(duì)傳感器的基本工作原理、解調(diào)技術(shù)及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證作了深入、系統(tǒng)的研究。主要包括以下幾個(gè)方面：
　　

2、第一，概述了光纖F-P傳感器的基本原理，對(duì)非本征光纖F-P傳感器和本征光纖F-P傳感器的特點(diǎn)進(jìn)行了比較。描述了兩種常用的解調(diào)方法：強(qiáng)度解調(diào)法和波長(zhǎng)解調(diào)法。
　　第二，詳細(xì)說(shuō)明了光強(qiáng)解調(diào)的光纖F-P傳感器的工作原理，包括它的工作范圍以及初始腔長(zhǎng)的確定，這兩個(gè)方面共同決定了光強(qiáng)解調(diào)的光纖F-P位移傳感器的工作區(qū)間位于線性段；根據(jù)對(duì)其所作的理論分析，對(duì)傳感系統(tǒng)的性能進(jìn)行數(shù)值模擬，得到線性度為99.8％的線性擬合曲線；對(duì)F-P傳感器的腔內(nèi)

3、損耗進(jìn)行了分析，對(duì)F-P腔的反射率進(jìn)行了優(yōu)化。
　　第三，簡(jiǎn)要介紹了波長(zhǎng)解調(diào)光纖F-P位移傳感器的工作原理。波長(zhǎng)解調(diào)系統(tǒng)使用的光源為SLD寬譜光源，通常光譜呈近似高斯分布。本文針對(duì)高斯分布光譜的光源，詳細(xì)推導(dǎo)了由于實(shí)際光源產(chǎn)生的測(cè)量誤差公式，提出了改進(jìn)的光纖 F-P位移傳感解調(diào)方法。
　　最后，設(shè)計(jì)了波長(zhǎng)解調(diào)的F-P位移傳感器，對(duì)提出的理論進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：在反射鏡位移60m范圍內(nèi)，位移的測(cè)量計(jì)算值和實(shí)際值呈良