基于光纤环形腔衰荡光谱技术的双通道微弯应力传感器

摘要

光纤环形腔衰荡光谱 (FLRDS) 技术是一种新颖的、高灵敏度的吸收光谱技术。它是在腔衰荡光谱 (CRDS) 技术的基础上提出的，利用光纤代替高反射率腔镜构成光学谐振腔，不仅具备了光纤传感器的优点，而且还具有其独特的优越性，可以实现对低于0.1％的损耗的定量测量，已广泛地应用于痕量物质的浓度、单细胞、压力、应变、温度等方面的测量，在生化检测、环境监控等领域具有广泛的应用前景。但就我们所知，光纤环形腔衰荡光谱技术还只是对单一样品或单个物理量的测量，基于这一点，本论文利用时分复用的原理，提出了双通道FLRDS的同步检测系统，并实现对两个不同点的微弯压力的同步检测。实验结果证明了双通道FLRDS的同步检测系统的可行性，并可以推广到多通道的同步检测。它不仅具有稳定性和重复性好、响应速度快、测量线性度好等优点，而且具有测量同步，降低仪器成本等优点，具有良好的应用价值。

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摘要

中文文摘

第1章绪论

1.1引言

1.2腔衰荡光谱技术的研究进展

1.3本论文的主要工作

第2章光纤环形腔衰荡光谱技术

2.1引言

2.2腔衰荡光谱技术

2.2.1工作原理

2.2.2优缺点

2.3光纤的基本特性

2.3.1光纤的基本结构

2.3.2光纤的分类

2.3.3光纤的射线光学理论

2.3.4光纤的损耗

2.4光纤环形腔衰荡光谱技术

2.4.1 工作原理

2.4.2优点

2.5小结

第3章光纤的弯曲损耗理论

3.1引言

3.2宏弯损耗理论

3.3微弯损耗理论

3.3.1射线理论

3.3.2模式耦合理论

3.4小结

第4章FLRDS在光纤损耗测量中的应用

4.1引言

4.2实验原理

4.2.1吸收损耗

4.2.2宏弯损耗

4.3系统设计

4.4系统稳定性测量

4.5实验测量与结果分析

4.5.1吸收损耗测量

4.5.2宏弯损耗测量

4.6小结

第5章双通道FLRDS微弯压力传感器

5.1引言

5.2微弯压力传感器

5.2.1基本原理

5.2.2最佳齿间距

5.3 FLRDS微弯压力传感器的实验原理

5.4变形齿设计

5.5系统设计

5.6系统性能测试

5.6.1齿间距对微弯压力传感器的影响

5.6.2温度对微弯压力传感器的影响

5.6.3重复性测量

5.7双通道FLRDS微弯压力传感器

5.7.1系统设计

5.7.2工作原理

5.7.3实验结果与分析

5.8 小结

结论

参考文献

攻读学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

个人简历