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摘要:全光纤干涉式传感结构中包层模场与外界物理量作用,携带被感测信息,因此对包层模的研究是设计制作和提高该类传感器传感性能的关键.利用有限差分光束传播法获得传感光纤不同长度和不同芯径比时传感器对应的光谱,通过傅里叶变换获得其干涉频谱,计算出各主要参与干涉的包层模组的有效折射率,利用色散方程确定对应包层模.理论仿真结果显示,随着传感部分光纤长度增加,参与干涉的包层模式随之增加,并且向高阶模式变化,光谱变得稠密,是多阶包层模干涉的叠加,传感器输出干涉谱的自由光谱范围变小.随着输入光纤与传感光纤芯径比变化,会明显改变纤芯包层功率分布,同时,芯径比增大也会增加参与干涉的包层模种类和阶数....
摘要:光纤光栅位移传感器具有精度高、本质安全、体积小和易复用等特点,但受到敏感材料的局限,大量程光纤光栅位移传感器很难获得。针对该问题,提出并实现了一种大量程的光纤光栅位移传感器,其采用行星轮系与粘贴光纤光栅悬臂梁相结合的结构,通过变换减速比来获得各种大量程;利用有限元分析法对传感器悬臂梁材料和结构进行了优化设计,研究了不同量程时该类传感器的输出特性。结果显示,该传感器输出信号的波长漂移量与位移量有着很好的线性关系,最大量程可达2000 mm。...
摘要:本文利用细芯光纤(TCF)并基于迈克尔逊干涉原理制备了折射率传感器。该传感器采用两段单模光纤(SMF)中间熔融一段细芯光纤,形成迈克尔逊干涉结构。该结构由于单模与细芯光纤的纤芯不匹配,使得在第1个熔接点处激发出包层模式,并在第2个熔接点处与纤芯模耦合发生干涉,实验结果显示随着折射率的增加干涉条纹发生蓝移。接着我们为了增强传感器的灵敏度又对细芯光纤进行腐蚀,腐蚀之后与之前相比发现,在低折射率条件下,折射率与波长变化呈现很好线性关系,对比腐蚀前传感器性能有了很大的提高。实验最终结果显示,在高折射率区1.42~1.4435范围内,折射率在长波长处最高达到−564.09 nm/RIU,并且第二、三和四个波段处灵敏度与未腐蚀前相比分别提高了0.9655、0.71和0.7倍。...
[硕士论文] 丁小哲
电子与通信工程 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:随着人类生活水平的不断提高,人们对通信容量和通信服务质量的相关需求也越来越高,加之,近几年光纤到户和三网融合的发展,都对光纤通信系统的相关器件提出了更高的要求。光纤无源器件以其全光纤的结构,已经成为构建光纤通信网络不可或缺的基本器件之一。
  光纤拉锥技术作为一种重要的光纤处理技术,通过改变光纤的形状、性能等制作不同种类的光器件。随着材料技术、计算机技术和微机械加工技术的发展,为以光纤熔锥技术为基础的光纤无源器件的制作工艺带来新的机遇,目前光纤通信技术的发展,需要科技人员对熔锥型光纤器件制作工艺进行研究和改进,来加快光器件的发展,并迫切需要以现有技术为基础,开发新型熔锥型无源光纤器件,来满足更高速和更大容量传感和通信技术发展的需要。
  本论文以熔锥型光纤无源器件制作技术为基础,通过对熔融拉锥光纤技术的理论研究获得了熔锥光纤传光理论模型,学习和掌握了光纤熔锥器件的制作工艺;掌握了熔融拉锥型光纤分路器和CWDM波分复用器的制作技术,并以此为基础,提出并研制了一种全光纤熔锥光控器件,对其性能进行了实验研究,论文内容主要包括:
  1、综述了光纤拉锥技术的发展现状,综述了熔锥型光纤器件应用的发展现状。
  2、对光纤拉锥后,锥形光纤中光通过时的传输模式进行了理论研究。具体分为光从锥形光纤大端到小端的传输模式,以及从锥形光纤小端到大端的传输模式的研究。
  3、研究了CWDM具体的制作工艺。包括了滤波片的封装,反射端的组装,腰鼓和小玻璃管的封装,透射端的组装以及最后的成品各项指标的测试等。
  4、对涂敷石墨烯的单模光纤进行拉锥的制备方法研究,以及对单模双窗分路器的制作工艺的研究。
  5、研究了涂敷石墨烯的拉锥光纤的光控实验。对于不同涂敷石墨烯层数的拉锥光纤做了具体的实验分析,发现随着宽带光源功率的变化可以引起光谱深度的线性变化。
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