【摘 要】
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单模—多模—单模(Single mode-Multimode-Single mode，SMS)结构光纤具有结构简单、易于实现等优点，用来作为传感器件又具有灵敏度高和无温度应力交叉敏感等优点，近年来成为一大
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单模—多模—单模(Single mode-Multimode-Single mode，SMS)结构光纤具有结构简单、易于实现等优点，用来作为传感器件又具有灵敏度高和无温度应力交叉敏感等优点，近年来成为一大研究热点，但其很多特性还不是完全清楚。本文在理论分析的基础上，重点研究了涂覆碳纳米膜前后SMS结构光纤传感器的温度传感特性及MTM(MultimodeThin-corefiber Multimode)结构的温度传感特性，具体结构如下: 1.概述光纤传感及其应用，分析国内外对SMS结构和光纤镀膜涂覆的研究现状以及发展趋势。 2.首先推导多模干涉原理，然后分析SMS结构内光场分布情况及光从多模进入单模的耦合机理，最后给出SMS光纤传感的理论模型。 3.利用MATLAB仿真分析了SMS光纤结构的温度传感特性。 4.实验研究了SMS结构输出光谱两中心波长随温度变化的情况，另外着重研究了带光纤光栅的MTM结构的温度实验，结果显示三个波长随着温度升高均线性地向长波方向漂，三个波长的温度灵敏度系数分别为9.1pm/℃、9.8pm/℃和8.3pm/℃。 5.在理论分析了碳纳米管及其复合材料非线性的基础上，实验研究了涂覆碳纳米膜后的SMS光纤光谱变化，结果证明由于碳纳米管的非线性散射，涂覆后SMS光纤的温度灵敏度系数在30℃-160℃范围约为30pm/℃，在190℃-270℃范围约为80pm/℃。
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