金属—微纳光纤电流传感器研究

被引量 : 0次 | 上传用户:kl7aa
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着光学技术的不断发展,光纤传感器正朝着高灵敏度、低成本、高集成度和快速度响应的方向迅速发展。微纳光纤传感器的出现,以其倏逝场强、结构简单、制作方便、抗电磁干扰和易于与通信系统相结合等优点,在生物医药、化学等领域具有广泛潜在的应用价值。本文结合微纳光纤传感器的发展趋势,总结了近几年里微纳光纤电流传感器的研究动态,分别提出了基于微纳光纤线圈的电流传感器、基于酒精封装的微纳光纤锥MZI干涉仪的电流传感器、基于微纳光纤光栅和铬镍金属丝的电流传感器件并进行了研究,与传统光纤传感器相比具有很高的电流灵敏度,其研究结果对将来的应用具有一定的指导意义。本文首先分析了微纳光纤的特点和倏逝场原理,以及微纳光纤光栅的耦合模理论,并进一步介绍了微纳光纤和微纳光纤光栅的制作方法。在此研究基础上,我们分析了微纳光纤线圈的谐振原理和微纳光纤锥的光模式干涉原理,并将金属和微纳光纤结构相结合,提出了具有不同光学结构的微纳光纤电流传感器。对于基于微纳光纤线圈的电流传感器,我们通过把微纳光纤绕着在直径为0.05mm的铬镍金属丝上,制作密集微纳光纤线圈,构成了一种材料复合型的传感器结构,实验观察到了电流传感器的最大电流敏感度为220.65nm/A2,比以往的金属-微纳光纤谐振型传感器提高了三个数量级以上,并利用控制变量法,变换作为支撑棒的铬镍金属丝的直径,分析了不同直径的铬镍金属丝和微纳光纤对传感性能的影响,以实现对电流传感器的优化。对于基于酒精封装微纳光纤MZI干涉仪的电流传感器,我们首先利用高掺锗光纤拉制的微纳光纤锥,在单一微纳光纤锥中的实现了光模式干涉,我们将模式干涉仪放置于酒精毛细铜管中,铜管外侧利用铬镍电热丝加热,借助于折射率对温度以及温度对电流的依赖关系,实现了电流敏感度最大为1014.5nm/,这种传感器具有灵敏度高、结构小巧、且稳定性好的特点。最后,我们将微纳光纤光栅与金属丝相结合进行了电流传感实验研究。通过金属丝上的电流变化可以调节光纤布拉格光栅的谐振波长,实验中得到的电流传感器的电流敏感系数最大为56.5nm/A2,这种具有结构简单、可重构性好的特点。本论文研究的电流传感器,利用金属丝与微纳光纤相结合构造了复合型器件结构,不仅从根本上改善了电流传感器性能,提高了感测灵敏度,而且其研究结果对于滤波器和波长选择器等器件研究具有良好的借鉴意义和应用潜力。
其他文献
随着我国经济的飞速发展,对建筑行业的需求也在快速上升。作为一种建筑领域的基础材料,混凝土材料在建材市场上具有非常大的需求量。尤其是在大型的钢筋混凝土结构的建筑物中
履带行走装置已经广泛的应用于军事车辆及工程机械。履带行走装置作为车辆的承重和行驶底盘,是车辆的重要组成部分之一。履带行走装置的性能优劣关系到车辆的工作性能和行走
研究电渣重熔过程冷却强度对含镁H13钢凝固组织和碳化物偏析的影响.采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪等分析凝固组织及碳化物的特征.研究发现,钢锭的凝固组
从20世纪80年代以来,美国市值排名前500的企业高管平均薪金涨幅达三倍之多,虽然高管股票期权在其激励机制中占有较大比例,但薪酬的快速增长依然让人惊讶(Murphy and Zabojnik
根据《刑法》第三十六条和《刑事诉讼法》第九十九条有关刑事附带民事诉讼的规定,在刑事诉讼中,被害人及其近亲或检察机关可向被告人或其他负有民事赔偿义务的人提出对被告人
共同配送作为一种先进的城市货运配送方式,其广泛存在的好处和优势已经被广大学者和专家所认可。随着电子商务和互联网信息技术的发展,市场上出现了不少共同配送平台和物流信
随着我国经济的发展,各地方政府支出逐年增加。分税制改革后,地方政府作为独立的经济个体税收收入减少,对中央政府的转移支付依赖加深,使其财政支出缺口越来越大。我国预算法规定
现阶段,全球经济高速发展,竞争日益加剧,产业集聚和城镇化成为众多国家关注的焦点。第二次世界大战以后,西方国家的产业在空间上的广泛集聚为促进地区发展和加快城镇化进程做出了
目前在土地整治新增耕地质量评价指标体系研究中,未发现有学者开展耕地从无到有的平台质量形成和利用过程中的质量提升两个阶段的耕地质量评价研究,这种现状无法客观反映土地整
本文利用产业互动、产业融合理论,投入——产出产业垂直关联理论,“中心——外围”理论以及本地市场效应等理论引入可得性概念。在证明生产性服务业和制造业空间分布协同效应存