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内容摘要

白光干涉仪（WLI）技术是一种受人瞩目的传感器测量技术，它可以保证单频干涉仪测量的准确性并且可以避免与传统干涉技术相关的一些限制及问题。白光干涉仪的优点在于测量光纤绝对伸长或形变。他的另一个优点是不需要借助相对复杂的时分复用或频分复用技术就可以实现多路复用。光纤传感器复用方法在设计一个系统时降低了传感器的成本，压缩了系统的组成部分（光源、分光计等等）。随着应用于自动化工厂、矿井、海上平台、航空领域、航海领域、陆地领域和太空载体及能量分布系统、医学病患检测系统等领域，光学传感器复用方法的前景更为广阔了。复用传感器系统通常被称为准分布传感系统，使用常见的问询系统同时检测不同位置的被测量。目前已经发展了许多不同的复用技术，包括时分复用技术、频分复用技术、波分复用技术、相干复用、码分复用技术、空分复用技术等等。在本论文中展示并说明了两种使用白光干涉仪的光纤传感器网络结构，一种是梯形光纤传感器网络，另一种是1×M星型光纤传感器网络。讨论了工作原理和传感器网络结构。光源为ASE，输出功率为1mW，中心波长为1310nm，实验结果显示的复用能力为：第一种情况下阵列包含12个传感器，另一种情况下使用1×3的星型耦合器时包含9个传感器。

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摘要  5-6
Abstract  6-11
Chapter 1 Introduction  11-23
  1.1 Motivation  11-13
  1.2 Background  13-22
    1.2.1 Optical fiber sensors  13-15
    1.2.2 Multeplexing topology  15-18
    1.2.3 Multiplexing schemes for fiber optical sensors  18-22
  1.3 Outline of thesis  22-23
Chapter 2 Working principle of white light interferometric fiber optic sensors  23-37
  2.1 Introduction  23
  2.2 Basic equations of fiber optic strain and temperature sensors  23-27
  2.3 Principle of fiber optic white light interferometer  27-32
    2.3.1 Michelson interferometer  27-31
    2.3.2 Mach-zehnderinterferometer  31-32
  2.4 Strain and temperature measurements  32-35
    2.4.1 Strain measurement principle  33-34
    2.4.2 Temperature measurement principle  34-35
  2.5 Summary  35-37
Chapter 3 Fiber optic sensor network based on Ladder topology  37-45
  3.1 Ladder topology fiber optic sensor network  37-40
    3.1.1 Optical path analysis  38-39
    3.1.2 Signal intensity evaluation  39-40
  3.2 Multiplexing capacity and simulation  40-44
    3.2.1 The same power ratio of couplers used  41-42
    3.2.2 Tailored couplers (power ratio of couplers not the same)  42-44
  3.3 Summary  44-45
Chapter 4 (1×M) coupler based fiber optic sensors star network  45-51
  4.1 1×M coupler fiber optic sensors network  45-48
    4.1.1 Optical path analysis  46-47
    4.1.2 Signal intensity evaluation  47-48
  4.2 Multiplexing capacity and simulation  48-49
  4.3 Summary  49-51
Chapter 5 Experimental Results and discussions  51-59
  5.1 Ladder topology fiber optic sensors network experiment setup and results  51-53
  5.2 1XM coupler based fiber optic sensors network experiment setup and results  53-55
  5.3 Temperature sensing measurement  55-56
  5.4 Force sensing measurement  56-57
  5.5 Summary  57-59
Chapter 6 Conclusions and Future Work  59-61
  6.1 Conclusions  59-60
  6.2 Future work  60-61
References  61-67
Acknowledgement  67

White Light Interferometric Fiber Optic Sensors Network

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