光纖光柵化學(xué)濃度傳感器和解調(diào)技術(shù)的研究.pdf

1、光纖光柵傳感器通過(guò)光信號(hào)進(jìn)行信息傳遞，比較傳統(tǒng)傳感器系統(tǒng)，擁有抗電磁干擾、分布傳感、精度高等突出特點(diǎn)。目前已經(jīng)在通信、建筑、軍事、醫(yī)療和化工領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。由于其優(yōu)良的特性，是近年來(lái)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。本論文主要作了以下三個(gè)方面的工作： 1．闡述了長(zhǎng)周期光纖光柵（LPFG）和布拉格光纖光柵（FBG）化學(xué)濃度傳感器的結(jié)構(gòu)與傳感原理，分別研究了基于LPFG和FBG的傳感器在化學(xué)溶液濃度測(cè)量中消除溫度敏感對(duì)傳感影響的機(jī)理。分析了兩種

2、化學(xué)濃度傳感器的靈敏度，其中雙布拉格光纖光柵（FBG）化學(xué)濃度傳感器通過(guò)測(cè)量布拉格光柵的雙峰偏移間距來(lái)實(shí)現(xiàn)傳感，其靈敏度可達(dá)到蔗糖溶液濃度每1％的變化，反射波長(zhǎng)移動(dòng)0．096nm。 2．提出了一種基于偏振光干涉原理的光纖光柵波長(zhǎng)解調(diào)方法。此方法采用一種新型保偏光纖環(huán)路，并在光纖環(huán)中加入偏振控制器，通過(guò)調(diào)整偏振控制器可以改變傳輸光的偏振方向。與傳統(tǒng)的非平衡Mach-Zehnder干涉儀不同，此偏振光干涉儀是利用折射率ne和no的差

3、而不是利用光路長(zhǎng)短的差來(lái)實(shí)現(xiàn)非平衡干涉的。本文用波導(dǎo)耦合理論和光纖偏振光傳輸理論，推導(dǎo)了非平衡Mach-Zehnder干涉儀輸出光強(qiáng)、可見(jiàn)度的表達(dá)式，分析了干涉儀可見(jiàn)度與干涉儀輸入光偏振態(tài)之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)與非平衡Mach-Zehnder方法相比較，具有良好的靜態(tài)性能，適合于精密測(cè)試中的靜態(tài)信號(hào)的檢測(cè)。 3．提出采用無(wú)線通信方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，構(gòu)建了一個(gè)新型的光纖光柵無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)，并進(jìn)行了傳感頭、無(wú)線收發(fā)的電路設(shè)計(jì)和