基于熔融拉锥保偏光纤的折射率传感器的研究

摘要

在许多应用领域折射率是反应液体光学特性的重要参数之一，对液体折射率的检测与控制在化工、制糖、食品、制药等行业中有着广泛的应用。基于光纤技术的折射率传感器因具备抗电磁干扰强、耐高温抗腐蚀、实现探头微型化等一系列优点而备受关注。本论文研制了基于锥形保偏光纤双折射效应的折射率传感器，并提出改善检测灵敏度的传感器结构。主要研究内容与创新点如下：
　　1.分别设计了基于锥形单模光纤和锥形保偏光纤的折射率传感器，并比较它们的响应灵敏度。实验表明，常温下折射率变化在1.333～1.383范围内，具有相同的腰锥区直径和几何形状的锥形保偏光纤和锥形单模光纤，基于前者的折射率检测灵敏度高于后者。
　　2.设计了一种新型的基于锥形保偏光纤双折射效应的折射率传感器。该传感器采用两段保偏光纤构成Sagnac环形镜，一段是锥形保偏光纤，另一段是起双折射补偿作用的未拉锥保偏光纤。通过调节两段保偏光纤快慢轴间的夹角为π/2，可以大大改善折射率检测性能，实现获得了超过860nm/RIU的传感灵敏度。

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第一章 绪论

1.1 光纤传感器概述

1.2 折射率传感器概述

1.3 论文的研究目的与意义

1.4 论文的主要研究内容

参考文献

第二章 锥形光纤的传感原理

2.1 锥形光纤概述

2.2 锥形SMF分析

2.3 锥形PMF分析

参考文献

第三章 锥形光纤的拉锥工艺与设计

3.1 SMF拉锥工艺与设计

3.2 PMF拉锥工艺与设计

参考文献

第四章 基于锥形光纤的液体折射率传感研究

4.1 基于单锥区的光纤折射率传感

4.2 基于双锥区的光纤折射率传感

4.3 小结

第五章 基于锥形保偏光纤Sagnac环形镜的折射率传感

5.1 光纤环形镜的工作原理

5.2 基于PMF Sagnac环形镜的液体折射率传感

5.3 小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

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