不同结构光纤环微位移传感器对比研究

摘要

光纤环形谐振器由于其波长对外界条件的敏感性，在光学传感领域具有重要的应用潜力。
　　本文对三种结构的光纤环形谐振器用于微位移传感的能力进行了研究。对于单环结构谐振器，根据其传输特性分析了它用于微位移传感的灵敏度和响应范围。对于耦合双环结构谐振器，计算并总结了不同的结构参数对其透射特性的影响，分析并表明不能在其中一个环上加位移用于传感，可在两环上同时加位移，利用其耦合谐振器诱导透明效应来传感，具有响应峰为亮峰的优势。针对嵌套结构谐振器，推导给出其透射率表达式及基本传输特性，以此为基础，得出U型环和圆环之间的长度倍数分别为整数和半整数时的临界耦合条件和耦合谐振器诱导透明条件，为深入了解该结构的特性打下了基础。分析给出了将嵌套环用于微位移传感的可行方案，表明当两部分环长倍数为整数时，传感范围是同样大小的单环谐振器的二倍。
　　本文工作为利用光纤环形谐振器进行高灵敏度微位移和折射率传感提供了参考，本文所得结论也适用于利用光波导环形谐振器进行传感。

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第一章 绪 论

1.1微位移传感技术概述

1.2光纤环形谐振器及其用于微位移传感的研究现状

1.3本论文的工作目的及主要研究内容

第二章 单环谐振器的基本特性及微位移传感分析

2.1单环谐振器的基本特性

2.2环形谐振器微位移传感的基本原理

2.3单环谐振器的微位移传感能力分析

2.4光纤间隙损耗对微位移传感系统的影响分析

第三章 耦合双环谐振器的基本特性及微位移传感分析

3.1两环周长相同的耦合双环谐振器的透射特性

3.2两环长度不同的耦合双环谐振器的透射特性

3.3耦合双环结构谐振器的微位移传感能力分析

3.4耦合双环谐振器与单环谐振器传感能力的对比分析

第四章 嵌套结构环形谐振器的基本特性及微位移传感分析

4.1嵌套结构环形谐振器的传递函数

4.2嵌套结构环形谐振器的临界耦合条件

4.3嵌套结构环形谐振器的耦合谐振器诱导透明条件

4.4嵌套结构谐振器的滤波特性

4.5嵌套结构谐振器的微位移传感能力分析

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文