基于短腔DBR光纖激光器的高精度加速度計關鍵技術研究.pdf

1、隨著科技和生產(chǎn)的發(fā)展，傳感技術在理論和應用上都取得了長足的進步，基于光纖結(jié)構(gòu)的各類傳感器一直是傳感領域研究的熱點。光纖加速度傳感器作為光纖傳感器產(chǎn)品中關鍵的一類，主要用于振動加速度的測量，涉及到社會生活的諸多領域。其具有高精度、抗電磁干擾、適于長距離傳輸、易復用等獨特的性能，被廣泛應用于一些特殊領域。例如航空航天、礦井監(jiān)測、地質(zhì)災害預警、樓層建筑的結(jié)構(gòu)監(jiān)測等系統(tǒng)。
　　本論文針對高精度光纖加速度傳感器的應用需求，設計制作了兩種基于

2、短腔分布布拉格反射（DBR）光纖激光器的加速度傳感器。通過將微振動加速度信號轉(zhuǎn)化為激光器輸出正交偏振光的拍頻信號，使傳感解調(diào)變得更為簡單可靠，同時獲得很高的加速度傳感靈敏度和測量精度。
　　主要工作內(nèi)容包括以下幾個方面：
　　（1）從光纖激光器的特性出發(fā)，結(jié)合光纖光柵的模式耦合理論，對短腔DBR光纖激光器的工作特性及傳感機理進行了理論分析；然后在此基礎上研究了短腔DBR光纖激光器的刻寫工藝，并對制作的樣品性能進行了實驗測試。

3、
　?。?）分析了加速度傳感器的力學模型，提出基于彈簧-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)的短腔DBR光纖激光加速度計，并完成了傳感理論分析和機械結(jié)構(gòu)的設計加工，并通過微振動模擬平臺對其傳感性能進行了實驗測試。實驗測試結(jié)果顯示該傳感器對低頻微振動信號的傳感靈敏度達到了35.0MHz/g。
　?。?）為了實現(xiàn)小型化和輕量化，對傳感器結(jié)構(gòu)進行進一步改進，提出了基于懸臂梁結(jié)構(gòu)的短腔DBR光纖激光加速度傳感器。理論分析表明懸臂梁結(jié)構(gòu)能夠有效放大微振動帶來的