荧光光纤应变响应特性研究

论文摘要

荧光光纤是指在光纤的纤芯区域中掺杂稀土元素的特种光纤，由于稀土元素种类很多，在具有稀土元素共性的同时又各有其特性，所以得到了广泛的研究，近年来在光纤通信及光纤传感领域扮演着愈加重要的角色。其中一些利用荧光光纤制成的光纤通信器件及光纤传感器己投入应用。在光纤传感器广泛的应用领域当中，应变测量是最重要的部分之一。而在应变测量中如何去除温度的影响是光纤传感器设计的重要因素，由于荧光光纤具有较强的温度敏感性，因而利用荧光传感器进行温度测量成为可选的方案之一。为了利用荧光光纤温度传感器来进行应变测量中的温度补偿，需要对荧光光纤的应变响应进行深入研究。本文利用荧光衰减寿命作为传感参量，在保持系统环境温度不变的条件下对荧光寿命的应变响应进行了测试。在已有理论分析的基础之上，根据实验数据对荧光光纤应变响应的特性进行了初步的分析。对荧光光纤光栅的制备也进行了研究，得到了不同结构荧光光纤光栅的光谱。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 荧光光纤的结构及工艺
• 1.2 荧光光纤的应用领域
• 1.3 光纤应变传感器简述
• 1.3.1 光纤应变传感器应用意义及种类
• 1.3.2 光纤应变传感器的研究现状及发展趋势
• 1.4 荧光光纤应变响应的研究意义及现状
• 1.5 本课题的研究内容
• 第2章 荧光光纤理论分析
• 2.1 荧光光纤的结构
• 2.2 荧光概述及其发光机制
• 2.3 荧光传感器信号处理方法
• 2.4 应变对荧光信号的影响
• 2.5 本章小结
• 第3章 荧光寿命测量方法简介
• 3.1 荧光寿命测试方法研究现状
• 3.2 荧光寿命的快速傅立叶变换拟合法
• 3.3 FFT方法的DSP实现
• 3.4 本章小结
• 第4章 荧光光纤光栅的制备与测试
• 4.1 荧光光纤光栅的制备
• 4.2 荧光光纤光栅测试光谱
• 4.3 本章小结
• 第5章 荧光寿命随应变关系测试及分析
• 5.1 实验测量系统
• 5.2 实验数据及分析
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢