论文题目: 光纤消逝波吸收传感器的参数设计与分析
论文类型: 硕士论文
论文专业: 机械制造及其自动化
作者: 邓小红
导师: 吴一辉
关键词: 光纤,消逝波传感器,少模,灵敏度
文献来源: 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）
发表年度: 2005
论文摘要: 近年来,光纤消逝波吸收传感器取得了很大的发展,与传统的直接吸收传感器相比,它具有远距离传感、分布传感、在线测量、设计简单、体积小、成本低等特点,可广泛用作化学传感器和生物传感器等。光纤消逝波吸收传感器是基于衰减全内反射实现的,由灵敏度的要求及工艺条件可选择单模及多模石英光纤、塑料包层硅光纤来制作传感器。由于单模光纤的纤芯太细,容易折断,因此许多情况下,采用多模光纤作为传感器的传感元件。同时,人们为提高传感器的灵敏度,进行了很多理论分析及实验探索。本文以光波导理论为基础,主要针对少模光纤消逝波吸收传感器进行了理论研究,分析了传感器系统各参数对灵敏度的影响。其中,传感区纤芯半径、纤芯折射率及吸收介质折射率影响导模总数及各模式的场分布。纤芯半径越小,纤芯折射率与吸收介质折射率越接近时,模式包层中的功率百分比较大,有更多的能量与吸收介质相互作用。光源的光束半径及入射倾斜角影响光源的耦合系数及各模式的功率占有率,进而影响传感器的灵敏度。以微机械加工工艺为基础制作了传感器,通过实验分别考察了吸收介质折射率、纤芯半径及入射倾斜角对灵敏度的影响。实验所得结论与理论分析结论基本吻合。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
图表索引
符号及缩略词
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 光纤化学传感器和光纤生物传感器
1.3 消逝波光纤传感器
1.4 本课题的主要研究内容
第二章 消逝波光纤传感器的基本原理
2.1 引言
2.2 媒质的电磁性质
2.3 消逝波产生的原理及其能流特点
2.4 消逝波光纤传感器的探测原理及理论模型
2.5 本章小结
第三章 消逝波吸收光纤传感器参数的理论分析
3.1 引言
3.2 模式包层功率百分比的计算
3.3 功率占有率的计算
3.4 模式的总数
3.5 综合分析与讨论
3.6 本章小结
第四章 传感器的实验研究
4.1 引言
4.2 传感器的制作
4.3 传感器性能实验
4.4 本章小结
第五章 结论与展望
参考文献
攻读硕士期间论文发表情况
致谢
发布时间: 2007-03-27
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