內(nèi)置懸梁式光纖微腔的制備及其聲波傳感特性研究.pdf

1、聲波傳感技術(shù)作為人類探測(cè)基礎(chǔ)方式之一，一直被不斷研究。隨著探測(cè)領(lǐng)域的不斷拓展，傳統(tǒng)的聲波傳感器在靈敏度、環(huán)境適應(yīng)性、尺寸功耗等方面已難以滿足探測(cè)需求?；诠饫w傳感技術(shù)的全光纖聲波傳感器，具有靈敏度高、體積小、環(huán)境適應(yīng)性好、抗電磁干擾等優(yōu)勢(shì)，吸引了國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。目前報(bào)道的全光纖聲波傳感器包括光強(qiáng)度調(diào)制、光波長(zhǎng)調(diào)制和光相位調(diào)制等。其中，基于光相位調(diào)制的光纖微腔法布里珀羅干涉儀，在傳感靈敏度、結(jié)構(gòu)小型化、環(huán)境適應(yīng)性等方面具有天然優(yōu)勢(shì)，在聲

2、波傳感領(lǐng)域被廣泛研究。
　　本文通過(guò)對(duì)光纖微腔傳感結(jié)構(gòu)的光傳輸特性進(jìn)行仿真模擬，研究了腔長(zhǎng)對(duì)其傳感特性的影響，通過(guò)將光纖懸梁集成在光纖微腔內(nèi)，進(jìn)一步提高光纖微腔的聲波傳感靈敏度，從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面研究?jī)?nèi)置懸梁式光纖微腔的應(yīng)變及聲波傳感特性，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　搭建了一種簡(jiǎn)便的光纖拉錐平臺(tái)，制備了高質(zhì)量的光纖懸梁。光纖懸梁直徑均勻可控，長(zhǎng)度可達(dá)1400μm，懸梁端面平整，具有較高的反射率。
　　制備了不同腔長(zhǎng)的光纖密

3、封微腔結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于應(yīng)變和聲波傳感。理論上，基于光纖法布里珀羅干涉模型，引入光纖端面發(fā)散角θ，分析了光纖密封微腔的應(yīng)變和聲波調(diào)制機(jī)理，利用MATLAB模擬分析了微腔長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)變和聲壓傳感靈敏度的影響，并在實(shí)驗(yàn)上進(jìn)行了檢驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明隨著腔長(zhǎng)增大，應(yīng)變靈敏度減小，聲波靈敏度周期性變化，變化幅度逐漸增大，通過(guò)合理的腔長(zhǎng)設(shè)計(jì)可以提高其應(yīng)變和聲壓靈敏度。
　　提出并制備了內(nèi)置懸梁式光纖微腔結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于應(yīng)變和聲波檢測(cè)。這種結(jié)構(gòu)旨在將光纖懸梁集