基于保偏光纖的內(nèi)嵌式Mach-Zehnder干涉型液位傳感器的研究.pdf

1、隨著工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化程度的不斷提高，液位信息采集在各領(lǐng)域中日漸重要，光纖液位傳感器更是因其具有諸多優(yōu)異性能而尤其受各行業(yè)青睞。本文重點(diǎn)對(duì)基于保偏光纖的內(nèi)嵌式Mach-Zehnder液位傳感器進(jìn)行了相關(guān)研究以及實(shí)驗(yàn)，以期獲得更高傳感性能，本論文的工作總結(jié)主要?dú)w納如下：
　　1、概述了液位傳感技術(shù)的發(fā)展背景及光纖液位傳感器研究現(xiàn)狀。簡(jiǎn)述已報(bào)道液位測(cè)量技術(shù)方法的分類和優(yōu)缺點(diǎn)及光纖液位傳感器的發(fā)展進(jìn)程。
　　2、闡述并分析了光纖偏振特

2、性及其模間干涉的基本原理。首先闡述了光纖模式理論，然后簡(jiǎn)述了偏振光和單模光纖雙折射特性及保偏光纖，最后對(duì)Mach-Zehnder光纖干涉儀的模間干涉理論進(jìn)行了概述。
　　3、提出了一種基于錯(cuò)位熔接的內(nèi)嵌式保偏光纖Mach-Zehnder液位傳感器。利用單模光纖-保偏光纖-單模光纖組成三明治型結(jié)構(gòu)，對(duì)錯(cuò)位偏移量的大小及纖芯錯(cuò)位方向(快軸、慢軸及快慢軸45°方向?qū)?zhǔn))進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，制作了一種沿其快軸錯(cuò)位對(duì)準(zhǔn)方式的干涉儀。通過(guò)干涉儀分

3、束端的錯(cuò)位結(jié)構(gòu)激發(fā)產(chǎn)生的包層模作為探測(cè)信號(hào)接收液位信息的變化，最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合后得到的其波長(zhǎng)漂移和光強(qiáng)變化對(duì)應(yīng)靈敏度分別為-0.4956 nm/mm和0.2204 dB/mm，溫度分析得出其靈敏系數(shù)約是13 pm/℃。
　　4、提出了一種基于級(jí)聯(lián)蝶形錐型結(jié)構(gòu)的內(nèi)嵌式保偏光纖Mach-Zehnder液位傳感器。闡述了錐型結(jié)構(gòu)的理論及其制作方法，采用實(shí)驗(yàn)室熔接機(jī)自帶的拉錐功能，通過(guò)調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)娜劢幽Ｊ絽?shù)在兩段保偏光纖交界端面和保偏