基于保偏光纖能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)溫度和應(yīng)力測(cè)量的光纖及激光傳感器研究.pdf

1、隨著科技的不斷發(fā)展，光纖傳感器由于具有抗電磁干擾、抗腐蝕、靈敏度高、動(dòng)態(tài)范圍大、體積小等一系列優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用到結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、石油溫度監(jiān)測(cè)、邊界安防、航空航天等領(lǐng)域中。模間干涉型光纖傳感器僅需單根光纖便可實(shí)現(xiàn)不同模式光間的干涉，作為一種特殊結(jié)構(gòu)的光纖傳感器被廣泛應(yīng)用于各種環(huán)境參數(shù)的測(cè)量中。
　　論文研究了一種基于保偏光纖模間干涉的光纖和激光傳感器，主要內(nèi)容如下:
　　(1)設(shè)計(jì)了一種基于保偏光纖溫度和應(yīng)力雙參數(shù)同時(shí)

2、測(cè)量的模間干涉?zhèn)鞲衅?。通過(guò)采用保偏光纖對(duì)軸及纖芯錯(cuò)位熔接方法，激發(fā)出保偏光纖的包層模，包層模和芯模在光纖泡熔接點(diǎn)處耦合并發(fā)生干涉。偏振分束器和光開(kāi)關(guān)的聯(lián)合使用，可方便的切換線偏振光的入射方向（快軸或慢軸），實(shí)現(xiàn)該傳感器對(duì)不同參數(shù)同點(diǎn)同時(shí)測(cè)量的功能。通過(guò)對(duì)傳感器溫度和應(yīng)力響應(yīng)特性的研究與分析，線偏振光在保偏光纖快慢軸方向上入射時(shí)，可得該傳感器對(duì)溫度和應(yīng)力的響應(yīng)靈敏度分別為-1.25pm/με、0.429pm/με、79pm/℃和20pm/

3、℃。在波長(zhǎng)分辨率為0.01nm的情況下，該傳感器的溫度和應(yīng)力分辨率可達(dá)到0.285℃和10.0με。
　　(2)設(shè)計(jì)了一種基于保偏光纖濾波器溫度和應(yīng)力雙參數(shù)同時(shí)測(cè)量的光纖激光傳感器。通過(guò)保偏光纖對(duì)軸、纖芯錯(cuò)位熔接和保偏光纖與單模光纖的纖芯錯(cuò)位熔接方法制作了一個(gè)保偏光纖濾波器，并把其放入環(huán)形腔激光器內(nèi)，調(diào)節(jié)光開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)該激光器可激發(fā)出兩種不同波長(zhǎng)的激光。通過(guò)對(duì)該激光器的溫度和應(yīng)力傳感特性進(jìn)行研究與分析，可得當(dāng)波長(zhǎng)分辨率為0.01nm