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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/℃。
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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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