基于入射角靈敏探測機制全石英光纖加速度傳感器研制.pdf

1、自1997年始，隨著光纖通信技術(shù)的發(fā)展，光纖傳感技術(shù)憑借其優(yōu)良的特性而成為人們研究的熱點，被廣泛地開發(fā)并應用到人們的日常生活當中。光纖加速度傳感器作為其中的一種，主要用于檢測振動加速度，現(xiàn)已經(jīng)被廣泛應用于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的一些領(lǐng)域如橋梁建筑的健康監(jiān)測系統(tǒng)、地震波監(jiān)測系統(tǒng)等。強度調(diào)制型光纖加速度傳感器以其工作原理簡單、結(jié)構(gòu)靈活多變、性能穩(wěn)定安全、成本低等特點而最具實用化。然而，測量精度低、溫度性能差也限制了其發(fā)展。為了提高其測量精度與溫度特性

2、，本文研制一種基于入射角靈敏探測機制的強度調(diào)制型高靈敏度全石英結(jié)構(gòu)光纖加速度傳感器。其中主要研究工作如下:
　　對本文設計的傳感器的結(jié)構(gòu)、原理以及理論模型進行介紹與分析;對傳感器采用的用于提高加速度測量精度的三種機制如準直器傳光機制、懸臂梁轉(zhuǎn)換機制以及準直器入射角探測機制進行分析與理論計算;對傳感器采用的用于提高溫度性能的兩種結(jié)構(gòu)如準直器結(jié)構(gòu)與全石英結(jié)構(gòu)進行理論分析。
　　對本文設計的傳感器中使用的準直器的入射角靈敏探測機制

3、進行實際測試，繪制出進入準直器的反射光功率損耗與入射角度之間的特性曲線，并與理論計算結(jié)果相比較;根據(jù)其特性曲線的特點采用靜態(tài)工作點可調(diào)諧原理進一步提高傳感器的測量精度。
　　基于以上理論分析，對傳感器進行制備，并分別進行加速度特性測試與溫度特性測試。測試結(jié)果為:在四個靜態(tài)工作點(0.04°、0.34°、0.43°、0.51°)下，傳感器的加速度探測靈敏度分別為17.9dB/g、79.8dB/g、83.4dB/g、107dB/g，對