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金属化在光纤光栅海洋传感器中的应用

作 者: 戴兴
导 师: 高欣
学 校: 长春理工大学
专 业: 物理电子学
关键词: 长周期光纤光栅 光纤金属化 温度传感器 增敏方法 CTD
分类号: TP212
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
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内容摘要


依据海洋科学的快速、精确的测量温度、盐度和深度的要求,我们在本文中提出使用全光纤化的CTD传感系统,就其中的温度传感器件,长周期光纤光栅温度传感器,采用光纤金属化的方法进行增敏研究。由于并没有一个系统全面的光纤镀银金属化的工艺流程,本文基于去油液、粗化液、活化液,银镜反应镀液的选择对比实验,以及电镀等的工艺摸索,形成一套自己的工艺参数和流程。在实验室中使用实验室自有的光学平台,制作了长周期光纤光栅,然后我们使用上述的自有的一套化学液相沉积的光纤金属化的方法,在长周期光纤光栅的外包层表面沉积一层6微米厚的银金属薄膜,实验中发现其具有折射率敏感屏蔽特性和温度极高灵敏度,屏蔽效果达到100%,温度灵敏度达到1.3nm/℃。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-8
第一章 绪论  8-16
  1、本文研究的目的和意义  8-9
  2、光纤金属化的技术现状  9-10
    2.1 光纤金属化的意义  9
    2.2 光纤金属化的方法  9-10
    2.3 化学液相沉积法  10
  3、光纤光栅海洋温盐深(CTD)传感系统  10-15
    3.1 CTD系统  10-11
      3.1.1 CTD是海洋科技的重要基础装备  10-11
      3.1.2 传统的CTD传感器存在不足  11
    3.2 光纤光栅  11-12
    3.3 光纤光栅CTD系统  12-15
  4、本文所做的工作  15-16
第二章 光纤光栅  16-38
  1、光纤  16-23
    1.1 光纤基本概况  16-17
    1.2 光在光纤中的传输  17-23
      1.2.1 一些基本参数  17-18
      1.2.2 纤芯模和包层模  18-23
  2、光纤光栅  23-35
    2.1 光纤光栅概述  23-25
    2.2 长周期光纤光栅原理  25-35
      2.2.1 谐振波长  25-28
      2.2.2 模式耦合  28-32
      2.2.3 传感原理  32-35
        2.2.3.1 温度传感  32-34
        2.2.3.2 折射率传感  34-35
  3 金属化的长周期光纤光栅  35-37
    3.1 概述  35
    3.2 原理  35
    3.3 本征方程  35-37
  4、本章小结  37-38
第三章 金属化的长周期光纤光栅温度传感器的制备  38-54
  1、长周期光纤光栅的制作  38-40
    1.1 光纤的光敏性和载氢  38
    1.2 位相掩模法紫外曝光  38-40
    1.3 退火  40
  2、光纤金属化的工艺实验  40-52
    2.1 实验所需仪器和药品  41-42
    2.2 金属化工艺实验  42-50
      2.2.1 去油  42-44
      2.2.2 粗化  44-45
      2.2.3 活化  45
      2.2.4 银镜反应  45-46
      2.2.5 特制夹具  46-47
      2.2.6 最优化工艺参数流程  47-50
    2.3 总结  50-52
  3、传感器封装  52
  4、本章小结  52-54
第四章 金属化的长周期光纤光栅温度传感器的特性分析  54-61
  1、引言  54-55
  2、折射率灵敏屏蔽特性  55-58
    2.1 普通长周期折射率灵敏特性  55
    2.2 折射率灵敏屏蔽实验  55-58
  3、温度特性  58-60
    3.1 实验系统  58-59
    3.2 实验结果与分析  59-60
  4、本章小结  60-61
第五章 全光纤CTD传感系统  61-66
  1、概述  61
  2、全光纤CTD系统  61-65
    2.1 系统设计  61-62
    2.2. LPG温度传感器  62-64
    2.3 FBG压力传感器  64-65
    2.4 LPG盐度传感器  65
  3、结论  65-66
第六章 总结与展望  66-67
附录  67-72
致谢  72-74
参考文献  74-79
硕士期间的文章发表  79
所参与的学术会议  79

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 发送器(变换器)、传感器
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