光纖雙折射對光纖傳感器的影響與應(yīng)用研究.pdf

1、憑借高靈敏度和高分辨率、極弱的傳輸損耗、快速響應(yīng)、容易組成網(wǎng)絡(luò)等眾多優(yōu)勢，光纖傳感器已經(jīng)應(yīng)用于各工程領(lǐng)域。雙折射是光纖中的重要物理特性，雙折射的特性與大小與光纖受到的壓力、扭轉(zhuǎn)、磁場等物理量有密切聯(lián)系。本文探究雙折射對光纖傳感器的影響及其應(yīng)用，重點研究由磁場引起的非互易性圓雙折射以及橫向壓力引起的線性雙折射對光纖激光磁場傳感器的影響，構(gòu)建了光纖激光磁場傳感器拍頻頻率與傳感靈敏度的關(guān)系理論模型，提出了調(diào)諧泵浦光偏振態(tài)的方式來調(diào)諧激光器拍頻

2、進而調(diào)諧傳感器靈敏度的全光調(diào)諧方案。此外，本文也對由光纖扭轉(zhuǎn)引起的互易性圓雙折射對布里淵分布式傳感的影響及應(yīng)用做了一定研究。
　　本文的主要內(nèi)容如下：
　　首先，介紹了雙折射理論模型與表示方法，分類別闡述了引起雙折射現(xiàn)象的原因。本文主要從光纖激光磁場傳感器與布里淵分布式傳感這兩大方面，研究雙折射對光纖傳感器的影響及應(yīng)用。
　　其次，提出了CO2激光器熱處理法、紫外線照射法、光纖旋轉(zhuǎn)扭曲法、以及施加橫向壓力法四種減小光纖

3、磁場傳感器腔內(nèi)線性雙折射的方法，并對其進行了分析與對比。研究發(fā)現(xiàn)，施加橫向壓力法可以最大限度地降低光纖激光磁場傳感器腔內(nèi)線性雙折射，通過將光纖激光磁場傳感器初始拍頻降至2 MHz，其獲得了對磁場響應(yīng)的最大靈敏度43 Hz/μT。此外，預(yù)見性的提出了一種對光纖激光磁場傳感器在CO2激光器熱處理后再進行紫外線照射的方案，此方案能永久性并最大限度地降低光纖激光磁場傳感器腔內(nèi)的線性雙折射。
　　再次，對前期工作中提出的理論模型進行了改進，

4、摒棄了以前采用的近似，從而獲得一個更為嚴謹?shù)睦碚撃Ｐ停蛊淇梢杂糜诮忉屧诠饫w激光磁場傳感器腔內(nèi)線性雙折射極小、拍頻頻率極低時的磁場傳感現(xiàn)象，指出了此類傳感器的靈敏度存在一個由費爾德常數(shù)決定的上限。同時，提出了調(diào)諧泵浦光偏振態(tài)的方式來調(diào)諧光纖激光磁場傳感器拍頻進而調(diào)諧傳感器磁場探測靈敏度的全光調(diào)諧方案。
　　最后，研究雙折射對布里淵分布式傳感的影響及應(yīng)用，設(shè)計了一套利用LABVIEW虛擬儀器程序來實現(xiàn)布里淵光時域分析（BOTDA）的