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白光干涉分布式光纤压力传感器的研究

作　者: 杜东
导　师: 周晓军
学　校: 电子科技大学
专　业: 光学工程
关键词: 白光干涉偏振模耦合互相干光强空间分辨力
分类号: TP212
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 309次
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内容摘要

分布式光纤传感技术是一种用传感光纤获取沿空间分布和随时间变化的待测场(如压力场、温度场、电磁场、流速场等)信息的技术。基于偏振模耦合原理的分布式光纤压力传感器具有较高的压力测量空间分辨力。本文主要叙述了这种分布式光纤压力传感器的工作原理、测量系统及其实验结果。在工作原理的分析中,推导出保偏光纤中由于压力扰动而产生的模式耦合信号,经麦克尔逊干涉仪相干检测后,在探测器上得到的自相干光强和互相干光强表达式;分析了压力与互相干光强的关系、压力方向与光纤主轴的夹角对互相干光强的影响以及光纤上受压力点的位置确定方法。对影响该分布式光纤传感器空间分辨力的各种因素进行了讨论,并提出了改善空间分辨力的方法。在实验系统部分,描述了基于白光干涉的偏振模耦合分布式光纤压力传感系统。详细说明了的实验步骤,并得出一系列实验结果。实验结果表明,互相干光强信号与光纤所受压力成正比关系;当压力方向与光纤主轴成45°角时,干涉光强信号最大;传感系统的空间分辨力达到6cm。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-8
第一章引言  8-14
  1.1 光纤传感器的发展  8-10
  1.2 分布式光纤压力传感器简述  10-13
    1.2.1 利用后向瑞利散射的分布式光纤压力传感技术  10-11
      1.2.1.1 强度调制型  10-11
      1.2.1.2 偏振态调制型  11
    1.2.2 利用受激拉曼效应的分布式光纤压力传感技术  11
    1.2.3 利用布里渊效应的分布式光纤压力传感技术  11-12
      1.2.3.1 利用自发布里渊散射的分布式光纤压力传感技术  11
      1.2.3.2 利用受激布里渊效应的分布式光纤压力传感技术  11-12
    1.2.4 利用传输模耦合的分布式光纤压力传感技术  12-13
  1.3 论文的主要工作  13-14
第二章偏振模耦合原理和偏振相干光强  14-29
  2.1 模耦合原理  14-18
  2.2 偏振相干光强  18-28
    2.2.1 白光干涉基本理论  18-23
    2.2.2 相干光强分析  23-28
  2.3 本章小节  28-29
第三章压力传感信号的偏振相干检测  29-35
  3.1 压力大小的确定  29-30
  3.2 压力位置的确定  30-31
  3.3 传感器的空间分辨力  31-34
  3.4 本章小节  34-35
第四章实验系统与实验结果  35-47
  4.1 实验系统  35-38
  4.2 实验及结果  38-46
    4.2.1 实验步骤  38-40
    4.2.2 实验结果  40-45
    4.2.3 实验结果分析  45-46
  4.3 本章小节  46-47
第五章结束语  47-49
  5.1 本文的主要工作  47
  5.2 本文的创新之处  47
  5.3 尚需改进之处  47-49
参考文献  49-51
致谢  51-52
附录论文中涉及的程序  52-54
个人简介及科研成果  54

白光干涉分布式光纤压力传感器的研究

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