基于端面修饰的光纤传感器研究

来源 :华南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jordanfandemin
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光纤传感技术是以光电子学、机械学、材料科学、信息处理技术等为基础的综合性技术,适应现代传感器朝微型化、数字化、智能化、网络化发展的趋势,有着强大的生命力和发展前景。本论文设计了几种基于光纤端面修饰的传感器,将对环境敏感的材料利用不同方法镀在普通光纤垂直端面上,利用端面菲涅尔反射原理或法布里-珀罗(F-P)干涉原理进行了传感理论研究,并将传感系统用于溶液pH值测量以及在线多参数的测量。   本文的主要工作及研究成果如下:   1.设计了基于敏感膜折射率测量的光纤pH传感器,选用海藻酸钠(SA)、聚乙烯亚胺(PEI)作为组装材料,用静电自组装方法制备了超薄生物相容性pH敏感膜。实验搭建了基于多通道菲涅尔反射的测量系统,相对光强解调法可有效消除光源的不稳定性及耦合连接损耗等带来的误差,光开关的引入可实现快速校准系统。实验对较宽pH值范围的不同溶液进行测定,得到了溶液pH值与敏感膜折射率之间的关系,并得出了经验公式。实验结果表明该系统具有较高的灵敏度及可重复性。   2.设计了一种克服FBG温度与应力交叉敏感的新结构,将FBG一端的尾纤端面镀上一层有机薄膜,形成光纤端面的微F-P腔,通过测量F-P干涉条纹随温度的漂移实现环境温度的测量,并解调出FBG的应力导致波长变化,从而实现双参数在线同时测量。该结构具有制作简单、精度高、重复性好等优点,有一定的工程应用价值。
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