【摘 要】
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Fabry-Perot(F-P)光纤传感器是一种结构简单、成本低、测量精度高、检测范围大的光纤传感器,易于产品化,有着广泛的应用前景。其中采用宽光谱光源的白光干涉型 F-P 光纤传感
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Fabry-Perot(F-P)光纤传感器是一种结构简单、成本低、测量精度高、检测范围大的光纤传感器,易于产品化,有着广泛的应用前景。其中采用宽光谱光源的白光干涉型 F-P 光纤传感器解决了传统 F-P 光纤传感器只能进行相对测量的问题,被认为是一种最有发展前途的用于智能结构的灵巧型传感器。本文的工作是依据白光干涉原理研制了一种低反射率、微腔长的非本征 F-P 光纤传感器。 (1)本文首先利用光干涉理论和白光干涉理论对光纤 F-P 腔的工作原理和光纤 F-P 腔的应力应变效应进行了详细分析,建立了非本征 F-P 光纤传感器的数学模型。在此基础上研究了通过干涉光波峰位置计算光纤 F-P 腔腔长的方法并对光纤 F-P 腔内部损耗对干涉条纹可见度的影响进行了讨论和分析。 (2)对非本征光纤 F-P 腔的结构参数进行了详细的理论分析和计算,给出了光纤 F-P 腔的具体结构参数。通过理论计算确定了光纤 F-P 腔端面的反射率,并根据光源的特点设计了 15 μm 长的光纤 F-P 腔。 (3)设计了用于制作微小光纤 F-P 腔的半自动光纤 F-P 腔调节台,详细设计半自动光纤 F-P 腔调节台的各个部件。对应用半自动光纤 F-P 腔调节台进行非本征光纤 F-P 传感头制作的具体工艺进行了说明,完成了整个光纤传感头的制作过程。为扩大 F-P 光纤传感头的工作范围,本文提出了用光纤熔接机对非本征 F-P 光纤传感头标距进行标定的设计方案。 本文最后指出了非本征 F-P 光纤传感器在制作方面需要改进的地方及进一步研究的方向和措施。
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