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白光非本征法布里一拍罗干涉光纤传感器及其应用研究

白光非本征法布里一拍罗干涉光纤传感器及其应用研究

非本征法布里一拍罗干涉(extrinsic fabry-perot interferometric, efpi)光纤传感器由于其结构简单,体积小,可靠性好,灵敏度高,被认为具有广泛的工业应用前景?高温?高压?强电磁千扰的恶劣工业环境下温度和压力的测量是光纤传感器应用的一个重要方向?efpi光纤传感器解调技术的测量分辨率和抗干扰能力是决定其能否胜任恶劣环境下压力?温度测量应用的关键?本文在光谱域白光efpi光纤传感器的解调机理和efpi光纤传感器在压力?温度和应变测量应用方面进行了深入?系统的研究,主要工作如下: 实现基于hr2000型微型光纤光谱仪的光谱域白光efpi光纤传感系统?通过稳定光源光谱的存储实现干涉光谱信号归一化,并通过存储背向瑞利散射光谱消除传输光纤对归一化过程的影响?通过hilbert扭变换来实现频率域干涉光谱信号的在线归一化,使归一化过程不受光源光谱形状以及谱峰位置变化的影响?

根据传输光在光纤中被调制的机理,光纤传感器可以分为强度调制光纤传感器、相位调制光纤传感器、偏振态调制光纤传感器和波长调制光纤传感器等。 相位调制光纤传感器中传输光的相位受外界参量调制,通过检测相位变化来实现外界参量的侧量。光纤中传输光的相位由光纤波导的物理长度、折射率及其分布和波导横向几何尺寸决定。压力、温度和应变等外界参量均能改变上述波导参数,实现光纤中光的相位调制。为了进行光纤中光相位的检测,需要通过干涉技术将相位变化转化为光探测器可测量的强度变化。与其他调制方式相比,相位调制方式由于采用干涉技术而具有很高的检测灵敏度。

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