光纤马赫-曾德干涉仪是一种典型的光纤传感器,光纤的纤芯与包层分别对应着干涉仪的参考臂和干涉臂,拥有简单紧凑的结构,较大的灵敏度。本课题研究的马赫-曾德干涉仪是基于花生形结构的,通过了一系列实验验证了其在实际中的应用。本课题的主要研究内容如下1、提出了一种基于单模光纤和花生形结构的马赫-曾德干涉仪。主要介绍了花生形结构的熔接方法,对光纤马赫-曾德干涉仪的工作原理进行了理论分析,仿真了纤芯和包层的模拟场分布。对干涉光谱进行快速傅里叶变换,分析空间频谱特性。介绍了液位测量的原理,进行了液位实验,绘制波谷波长的漂移量与液位高度的线性拟合直线,讨论了所测液体折射率的变化以及干涉仪长度的变化对灵敏度的影响。3、利用错位和花生形结构组成马赫-曾德干涉仪,通过仿真软件模拟在不同错位幅度下的包层模式和纤芯模式的场分布。利用错位的幅度调节纤芯模式和包层模式的光强,提高干涉条纹消光比。分析了曲率和液位测量的相关原理,实现了曲率和液位的测量。实验结果表明传感器对曲率具有很高的灵敏度。4、将FBG熔接在两个花生形结中间,制作可同时测量曲率和温度的传感器。分析了同时测量曲率和温度的原理,得出马赫-曾德干涉仪对温度和曲率的灵敏度以及FBG对温度的灵敏度,建立矩阵方程实现了温度和曲率的同时测量,消除了温度的交叉敏感,扩大了传感器的应用范围。