基于光纤Sagnac干涉仪的光纤传感器

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作者：

谭诗荣

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摘要：

在各种光纤传感器中,光纤干涉型传感器以其简单的结构和较高的灵敏度在实验研究,实际应用中占据了较高的位置.光纤塞格纳克(Sagnac)干涉仪因为其极高的灵敏度也已经广泛应用于各个领域,尤其基于Sagnac干涉仪设计的光纤陀螺仪已经成为军事和商业应用最为成功的干涉型传感器件. 本文首先分析了高双折射光纤Sagnac环镜的工作原理和传感特性.基于此特性,本文以高双折射光纤Sagnac环镜作为传感头,组建了具有高灵敏度的温度传感器.该传感器在25℃-70℃的测温范围内,其光强透过率函数的温度响应度约为1.6%/℃.实验结果表明其透过率函数的温度响应曲线在40℃-70℃具有较高的线性拟合度,为0.9975. 其次,本文介绍了相位压缩原理,通过对Sagnac干涉仪原理的具体分析,了解到其具有互易性的特点,故能够消除由环境温度所造成的不稳定因素的影响这一优点.在这两个原理的基础上组建了光纤微分干涉仪实验系统,并对其工作原理进行推导分析,给出主要公式和限制条件,并通过实验获得了输出波形的电压幅值和频率与调制电压和调制频率之间的关系.通过实验与理论的结合,我们分析出基于相位压缩原理的光纤微分干涉仪具有线性范围广,信号处理电路简单,而且还对缓变的温度等环境因素不敏感的优点.

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关键词：

光纤传感器 Sagnac环境 相位压缩 光纤微分干涉仪

学位级别：

硕士

学位年度：

2007