敏感型Fabry-Perot腔高精度光纤角位移传感器研究

摘要

本课题研究中，充分利用法布里－珀罗谐振腔干涉的基本理论，重点研究被测体角度微小变化的特性，通过试验和验证，有效的将被测体的微小角度变化引发法布里－珀罗谐振腔腔长的变化，对微小的角度变化而引发的光强变化所对应的光信号，进行光电转换、实时采集、快速处理。同时，粗略分析了F-P腔在高反射率和低反射率条件下，多光束干涉与双光束干涉反射光特性及其差异。通过大量的理论分析、模拟试验验证了在非本征F-P干涉系统中，光源的稳定性，外界温度、应力、振动、系统噪声、损耗等因素对传感器主要性能的影响，由此提出光纤角位移传感器结构设计思想和制作工艺以及信号的处理和传感器实用化等问题。 本文还针对光纤传感器整体系统的稳定性、实用性、可靠性等要求，分析了光纤传感器使用的光源，光路上采用的有源及无源器件的基本原理和特点以及输出数据的采集、检测、处理方法，并提出了一些有益建议。

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第一章绪论

1.1光纤传感器发展现状与趋势

1.2角位移传感器发展现状

1.3高精度光纤角位移传感器研究的意义

1.4本论文的主要研究内容

参考文献

第二章敏感型法布里-珀罗腔(Fabry-Perot)的基本原理

2.1 F-P谐振腔的工作机理

2.2 F-P腔传感器测量外界应变的基本原理

2.3 F-P腔输出信号处理方法

2.4 F-P腔传感头结构设计及其工作原理

参考文献

第三章影响敏感型F-P腔应变传感器输出信号质量的因素分析

3.1端面反射率对F-P腔输出信号影响

3.2系统噪声对F-P腔输出信号影响

3.3光源光谱对F-P腔输出信号影响

3.4腔损耗对F-P腔输出信号影响

3.5温度对F-P腔输出信号影响

参考文献

第四章基于敏感F-P腔光纤角位移传感器基本工作原理与设计

4.1旋转物理源的选取

4.2角位移与线位移的线性转化方法

4.3线性位移衰减器

4.4传感器中敏感F-P腔结构设计

4.5传感器中光电转换卡

参考文献

第五章高精度光纤角位移传感器实验

5.1光源

5.2光探测器工作原理、特性描述及应用

5.3前期实验

5.4传感器实验

参考文献

第六章结束语

在读硕士期间发表或录用的论文

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