長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，基于三層介質(zhì)的單模光纖波動理論及耦合理論，分別對布拉格光纖光柵的反射譜及長周期光纖光柵的透射譜進行了數(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周期光纖光柵。同時，基于布拉格光纖光柵和長周期光纖光柵對外界應(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)計了一系列的光纖光柵傳感器及傳感裝置，并經(jīng)多次實

2、驗測試，取得了較為理想的結(jié)果。
　　首先，實驗中自行設(shè)計了一種能在光纖端面鍍膜的載具及方法。利用此鍍膜載具，可以同時將數(shù)百根端面平整的裸光纖放入磁控濺射鍍膜機內(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周期光纖光柵尾端，構(gòu)成一個完整的長周期光纖光柵Michelson干涉儀。同時，根據(jù)相位差原理，分析了長周期光纖光柵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周期光纖光柵Michelson干涉儀對外界環(huán)境折射率的靈敏度有顯著的提高的結(jié)論。其次，設(shè)計了一系列實時監(jiān)測流水折射率與溫度的裝置及方法，經(jīng)反復(fù)測試，表明該裝置具有較高的穩(wěn)定性和精確度。最后，利用長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)計了一種基于光纖布拉格光柵濾波的級聯(lián)長周期光纖光柵的溫度及折射率傳感方法。利用光纖布