【摘 要】
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本文提出一种利用熔融拉锥法制作的多模微光纤弯曲传感器,实验中探究了熔融拉锥法制备微光纤时参数的设定对微光纤参数的影响。引入简支梁结构和悬臂梁结构实现了光纤弯曲传感的研究,并将不同结构的微光纤弯曲传感器进行了对比,探究微光纤弯曲传感特性。主要研究内容如下:展示光纤与微光纤结构的特征,分别理论分析单模-多模-单模结构中光的传输原理以及微光纤中光的传输原理,利用光束传播方法对单模-多模-单模结构以及单模
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本文提出一种利用熔融拉锥法制作的多模微光纤弯曲传感器，实验中探究了熔融拉锥法制备微光纤时参数的设定对微光纤参数的影响。引入简支梁结构和悬臂梁结构实现了光纤弯曲传感的研究，并将不同结构的微光纤弯曲传感器进行了对比，探究微光纤弯曲传感特性。主要研究内容如下:
展示光纤与微光纤结构的特征，分别理论分析单模-多模-单模结构中光的传输原理以及微光纤中光的传输原理，利用光束传播方法对单模-多模-单模结构以及单模-多模微光纤-单模结构中光的传输特性进行仿真分析，探究微光纤的传光特性。
采用熔融拉锥法制备微光纤，分别选用普通单模光纤、50多模光纤、62.5多模光纤、105多模光纤进行实验，运用控制变量法分别对不同类型光纤进行熔融拉锥，并将所制备微光纤放置在CCD电子放大镜下进行测量，探究熔融拉锥法制备参数对制得的微光纤参数的影响。
研究多模微光纤传感特性，并采用实时监控的方法对不同拉锥参数下，微光纤的输出光谱进行检测，通过光谱选择出微光纤最佳参数，以进行下一步传感实验。得出利用悬臂梁结构构成的微光纤弯曲传感器，可以获得更大、更连贯的曲率测量范围。通过设定光纤的初始长度1.5cm、2.0cm、3.0cm，观察光纤初始长度对弯曲传感的影响。随后固定光纤初始长度，研究不同拉伸长度对微光纤弯曲传感的影响。最终获得光纤初始长度为1.5cm，拉伸长度为7104μm的微光纤弯曲传感器，弯曲传感灵敏度为-3.885nm/m-1，可以测量0-5.556m-1甚至更大的曲率范围，且整个测量范围连贯，光谱呈现稳定变化的趋势。由实验结果可知，微光纤弯曲传感实验中，主要影响微光纤传感灵敏度的因素为微光纤拉伸长度，灵敏度随着微光纤拉伸长度的增大而增大，与初始长度关系不大。
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