导读:本文包含了光纤干涉仪论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:干涉仪,光纤,马赫,布拉格,相移,效应,折射率。
光纤干涉仪论文文献综述
陈文静[1]（2018）在《双偏振光纤干涉仪噪声与温度的影响及其抑制方法研究》一文中研究指出干涉型光纤传感器由于其测量精度高、动态范围大和能够在复杂的环境中使用等独特优势被广泛用于实际传感和测量中。随着相关领域对其性能要求越来越高,测量噪声和温度影响问题限制了干涉型光纤传感器的分辨率和稳定性。干涉型的光纤传感器其核心部分是光纤干涉仪,因此对干涉仪的性能提升是改善干涉型的光纤传感器性能的根本和首要任务。在过去的时间内,国内外的相关研究人员针对光纤干涉仪的测量噪声和温度影响的抑制也做了大量的研究工作,光纤干涉仪的性能提升推动了光纤传感技术的不断发展。本文围绕着“降低测量噪声”、“抑制温度影响”这两个主要目标开展了一系列关于光纤干涉仪性能提升方法的研究。主要的研究内容如下:(1)研究了影响光纤干涉仪噪声水平的主要因素,其中包含了光源相关噪声、光路相关噪声和解调系统相关噪声。本文分析了每个因素产生噪声的机制,并通过实验验证得到它们对噪声水平的影响规律,可以按照实际需求来设置使噪声降到最低的参数组合。基于此项研究内容,本文设计出了一种低噪声的短臂长Mach-Zehnder干涉仪。(2)温度影响是光纤干涉仪的一个普遍问题,消除温度的影响对光纤干涉仪来说至关重要。本文分析了温度对光纤干涉仪的影响过程,通过建立理论模型,设计出了一种双偏振全保偏光纤干涉仪。保偏光纤的双轴同时进行工作,利用快慢两轴对温度的响应可消除温度的影响,抑制了受温度影响的相位漂移,降低了干涉仪的低频噪声。(3)基于噪声抑制和温度影响消除的研究结果,本文提出了一种位移和温度同时测量的高性能光纤传感器。通过理论分析此传感结构对位移和温度的传感原理,构建二阶系数矩阵,抑制了温度对位移的串扰,实现了位移和温度的同时测量。本文对该传感器进行了一系列的性能测试。本文的研究工作得到了光纤干涉仪测量噪声的降低方法和温度影响的抑制方法,这为研制出高性能的光纤传感器提供了有力依据。同时基于双偏振的光纤干涉仪的设计方案实现了多参量的同时测量,扩展了应用领域。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2018-12-01）
朱瑞,衣文索,杜洋,荆涛[2]（2018）在《基于马赫-曾德光纤干涉仪的自发布里渊散射光纤传感系统》一文中研究指出基于分布式传感技术的光纤传感系统具备检测距离长,测量精度高,提取大范围测量场分布信息的能力强等优势,非常适合于大型设施、尤其是电力线缆和电气设备等温度和应变的在线监测,具有十分广阔的应用前景,因此,研究出高分辨率、高测量精度的温度和应变传感系统具有重要的现实意义。本论文综述了分布式光纤传感技术领域的国内外研究现状,尤其对基于布里渊散射的分布式光纤传感技术做了详细的介绍,同时也详细介绍了马赫-曾德干涉仪的光学滤波原理;将研究的马赫-曾德干涉仪应用于自发布里渊散射测量中,研制出了布里渊-马赫曾德光纤传感系统,并分析了布里渊-马赫曾德系统温度和应变光纤传感系统的信噪比、空间分辨率、测量时间等指标的计算方法,设计了一种能实现高空间分辨率、高测量精度的温度和应变传感系统,并对此系统的信噪比、空间分辨率等性能进行了分析和计算;搭建了布里渊-马赫曾德频域测量系统,对耐海水腐蚀的碳涂敷光纤、适合于高温环境的抗高温光纤和常用的标准通信单模光纤G.652、大有效面积光纤G.655在常温下的布里渊谱进行了测量,并对G.652光纤中布里渊谱的温度和应变特性进行了定性测量。系统原理图如下:利用马赫-曾德干涉仪测量布里渊散射谱的实验系统如图所示,中心波长1 550nm,线宽小于1 MHz的半导体激光器输出通过3dB耦合器注入被测光纤,入纤功率约为200uW。被测光纤背向散射光通过同一耦合器耦合出来。由于自发布里渊散射信号很微弱,耦合出来的散射信号经过掺饵光纤放大器(EDFA)放大之后送入马赫一曾德干涉仪进行滤波,然后再通过光谱分析仪和数字存储示波器进行光谱测量。(本文来源于《第十七届全国光学测试学术交流会摘要集》期刊2018-08-20）
叶有祥,周盛华,梅海平[3]（2018）在《偏正无关光纤干涉仪及其微位移测量应用》一文中研究指出提出了一种与偏振无关的新型光纤干涉仪,采用端面镀膜的光纤自聚焦准直器,结合球凸透镜构成共光路光纤干涉仪,其探测光与参考光在同一根普通单模光纤中共光路传输,有效消除了偏振衰落影响。通过理论建模分析,并采用高精度的压电陶瓷作为稳定信号源,搭建了微位移测量平台,实测了叁角波驱动电压信号与对应的干涉信号。研究了不同扫描电压下,压电陶瓷位移和驱动电压的关系。实验结果表明,该光纤干涉仪可实现微小位移的精密测量,在超精密机床振动、微型机械、传感等方面具有应用价值。(本文来源于《上海理工大学学报》期刊2018年04期）
朱峰[4]（2018）在《拉锥光纤干涉仪的飞秒激光制备技术及传感应用》一文中研究指出近年来,光纤传感技术(FST)得到了日新月异的发展,不同类型的光纤传感器被广泛应用到生活生产中。对光纤传感器而言,器件灵敏度是一个重要的评价指标,拉锥光纤由于其光场被释放易受外界变量调制,因此容易得到较高的灵敏度。此外,还有另外一个重要的评价指标,就是其稳定性和可靠性,干涉型光纤传感器作为一种波长解调型器件,具有稳定性、可靠性高的优点,同时该类传感器又分为透射型和反射型两类,而且各有优缺点。在传感器加工技术方面,伴随着飞秒激光器的商业化,飞秒激光微加工(FLM)技术优势凸显,成为当下光纤传感器加工领域的研究热点。综上所述,本学位论文主要研究方向为在拉锥光纤中使用FLM技术制备干涉型光纤传感器,包括透射式的马赫-曾德尔干涉仪(MZI)和透反射兼备的基于布拉格光纤光栅对的法布里-珀罗干涉仪(FPI),具体地:第一章为绪论部分,文章简单概括了光纤的发展历程及制备方法以及FST的发展应用;并介绍了拉锥光纤传感器的制备方法;然后综述了两种光纤干涉仪的制备方法;最后概括了本论文的创新点。第二章中主要介绍了飞秒激光的相关理论和技术。通过理论公式、仿真研究等介绍了一些关键的飞秒激光技术。然后通过文献综述了目前研究人员对飞秒激光与物质相互作用的机理。最后,介绍了本论文中使用的一套飞秒激光微加工系统,及其在光纤加工中的应用。第叁章中,首先介绍了MZI的干涉原理,并通过公式和仿真研究了MZI的传感特性;然后介绍了使用商业熔接机电弧放电制备拉锥光纤的方法;最后,实验制备了一种新型结构的光纤马赫-曾德尔干涉仪,并将其用于酒精浓度传感实验,测得了器件光谱随酒精浓度变化的光谱。再通过实验数据分析了其传感应用特性,分析中发现在某一浓度范围内,光谱变化具有良好的线性关系,通过线性拟合得到其在这一范围内的灵敏度达到28nm/vol,与现有文献中报导的灵敏度相比有一定的提高。此外该器件不仅可应用于酒精浓度传感,还可以用于其他溶液的浓度测试,因此通过实验测得了不同浓度酒精的折射率,然后将器件的灵敏度转换为折射率在1.345~1.365范围的灵敏度。第四章中,介绍了关于FBG的理论研究,并通过公式和仿真研究了FBG的传感特性;实验中使用飞秒激光微加工系统研究了逐点法和逐线法FBG刻写技术;实验中利用逐线法制备了一种基于光纤布拉格光栅的FPI,其本质是一种PS-FBG,并将其应用于轴向应变传感,测得其最高轴向应变响应灵敏度达到普通PS-FBG的4.5倍。最后通过Solid Works对拉锥光纤建模分析了当轴向应变施加于拉锥光纤上时的应力分布情况,并使用几何建模提出使用等效柱体研究该传感器的灵敏度与最小锥区半径之间的关系,最后得到了两者之间的数学表达式,通过计算发现该模型与实验结果符合。文章最后对本论文进行了总结并对本研究领域做了一些展望。从全文来看,本论文的创新点包括:1)提出了一种新型结构、制备方法简单、高灵敏度的酒精浓度传感器,与已报道同类型器件最高灵敏度相比,该传感器的灵敏度提高了近50%;2)通过实验研究,研究了飞秒激光逐点法和逐线法刻写FBG工艺,并成功在单模光纤上刻写了集成光栅和倾斜光栅,并在保偏光纤上刻写了FBG;3)通过飞秒激光逐线法制备了一种基于光纤光栅对和拉锥光纤的FPI的轴向应变传感器,数据分析表明实验制得的传感器最高灵敏度是未拉锥器件的4.6倍,通过理论仿真和建模分析了该传感器的灵敏度与光纤尺寸的关系,并提出了进一步提高灵敏度的方法。(本文来源于《深圳大学》期刊2018-06-30）
周骏[5]（2018）在《基于氧化石墨烯界面增敏的微纳光纤干涉仪神经递质传感器》一文中研究指出近年来纳米材料与光纤传感的结合越来越引起重视,如何有效地利用纳米材料提高光纤传感器在生物传感应用中的灵敏度是一个挑战。石墨烯作为近几年热度很高的蜂巢晶格结构的纳米二维材料,受到广泛关注。其良好的电学与光学性质,再加上其本身柔韧的结构、良好的透光性使得它在不同领域得到应用。而氧化石墨烯作为石墨烯的衍生物,其合成方法简单而且表面易修饰化学官能团,从而为其与微纳光纤的结合提供了一条道路。微纳光纤传感器特有的简单灵活的结构及大倏逝场特征为生物传感器提供一个很好的平台,再加上光纤材料本身的非辐射及其抗电磁干扰能力使得微纳光纤在生物传感的应用成为可能。本文研究了氧化石墨烯作为微纳光纤干涉仪与目标生化分子之间增敏界面并应用于检测神经递质γ-氨基丁酸,同时并对其进行特异性探究。氧化石墨烯界面由于其高比表面积和丰富的氧化基团,使得更多生物识别因子更稳定地装载于其上,而其独特的电子结构放大了其表面上生物识别因子与目标分子结合引起的折射率变化,从而对传感器起到增敏作用。本论文主要内容如下:1设计了用于生物传感的微纳光纤干涉仪:利用熔融拉锥法制作石英微纳光纤干涉仪,采用改进的hummers法合成的氧化石墨烯并将其表面羧基化,在石英光纤表面修饰氨基通过静电作用将氧化石墨烯附着于光纤上形成界面,将生物识别因子-抗体锚定于氧化石墨烯界面上。2基于氧化石墨烯的增敏界面的微纳光纤生物传感器对不同浓度的神经递质(γ-氨基丁酸,GABA)的检测:本论文所设计的微纳光纤传感器对GABA溶液的检测灵敏度达到1.03 nm/log M,检测极限(LOD)为2.91?10~(-18)M,相比无增敏界面的微纳光纤传感器(灵敏度0.37 nm/log M,LOD为8.11?10~(-11)M)灵敏度提高3倍,LOD提高了7个数量级。并由此分析了氧化石墨烯界面对传感器的增敏作用。3对本论文所设计的GABA传感器在真实样品原位测量的可能性进行验证:将传感器对GABA及其他干扰分子的响应能力进行比较并验证了其在血清样本中进行检测的可行性。(本文来源于《暨南大学》期刊2018-06-15）
吴国军,李东明,徐汉锋,王巍[6]（2018）在《一种新型传感用补偿光纤干涉仪的研制》一文中研究指出若补偿干涉仪对外界环境的抗噪性能差,将会提高系统的相位噪声本底,降低传感器的探测性能。从结构设计角度对干涉仪进行相关设计,包括隔声设计、减振设计及吸声设计。试验发现采用新型结构补偿光纤干涉仪,整个系统的本底噪声得到了降低,1 k Hz位置降低了约16 d B,100 Hz位置降低了约15 d B,提高了系统的探测性能。(本文来源于《机电工程技术》期刊2018年05期）
胡义慧[7]（2018）在《马赫—泽德光纤干涉仪构成的光纤传感器的研究》一文中研究指出在20世纪70年代,随着光纤技术的快速发展,光纤传感技术也得到飞速的发展。光纤传感技术作为一种新型的传感技术,已经被大量应用在光电技术产业中。光纤传感器可以测量温度、折射率、应力、压力、气压等多种物理量,它与传统的电传感器相比具有抗电磁干扰、损耗低、精度高等优点。本文设计了四种不同结构的马赫-泽德光纤干涉仪(Mach–Zehnder interferometer,简称MZI)。利用该干涉仪构成不同功能的光纤传感器,并对传感器的结构,传感机理,特性等进行了理论分析和实验研究,主要工作包括:1、为了实现高精度温度和应力测量,利用飞秒激光微加工技术,设计并制作了一款高灵敏度光纤传感器。理论分析了利用该结构实现温度和应力测量的工作机制。利用该结构进行了温度与应力传感实验。实验结果表明环境温度传感灵敏度为54.29 pm/℃,轴向应力传感灵敏度为1.1 pm/με。这种光纤传感器具有体积小、结构简单、灵敏度高的特点。2、为了实现温度和应力的高精度同时测量,利用波长800 nm飞秒激光和光纤熔融拉锥机制作一个MZI,利用它进行温度和应力同时测量。理论分析了该传感器实现温度和应力同时测量的原理,利用该结构进行了温度与应力传感实验。实验结果表明:利用传感器透射谱第一个谐振峰(dip1)进行测量获得的灵敏度为40.4 pm/℃和0.32 pm/με;利用传感器透射谱第二个谐振峰(dip2)进行测量获得的灵敏度为52.0 pm/℃和0.38 pm/με。这种光纤传感器具有体积小、结构简单、灵敏度高的特点。3、利用多芯光纤与光纤错位熔接技术,制作了一种全光纤MZI光纤传感器实现了对温度和折射率的同时测量。实验结果表明,随着环境温度的变化,传感器透射谱峰值波长线性漂移,灵敏度达到54.238 pm/℃,而透射谱峰值强度随温度变化不敏感;随着环境折射率的变化,传感器透射谱峰值强度线性变化,灵敏度达到10.704 dB/RIU(RIU为折射率单位),而透射谱峰值波长随环境折射率变化不敏感。在温度与折射率测量时分别利用波长调制法与强度调制法,因此它们同时测量不存在交叉敏感。4、利用塑料包层光纤与光纤熔接技术,制作一种全光纤MZI光纤传感器实现了对温度和折射率的同时测量。简单分析了传感器实现折射率和温度测量的基本原理。实验结果表明:传感器透射光谱第一个谐振峰(dip 1)测量得到的温度和折射率的灵敏度分别为12.0 pm/℃和39.18 nm/RI,传感器透射光谱第二个谐振峰(dip 2)测量获得的温度和折射率灵敏度分别为13.3 pm/℃和52.56 nm/RI。本论文提出的四种MZI光纤传感器具有易于制作,灵敏度高,结构简单等优点,具有很好的应用前景。(本文来源于《湖北师范大学》期刊2018-05-01）
叶全意,高英杰,田锦,苏守宝,王永嘉[8]（2017）在《基于3 dB光纤耦合器构成的Mach-Zehnder光纤干涉仪稳定控制系统》一文中研究指出Mach-Zehnder光纤干涉仪(MZI)是一种利用光干涉原理制成的仪器,具有体积小、重量轻、结构紧凑、抗电磁干扰和灵敏度高等优点。但是,Mach-Zehnder光纤干涉仪是一种非平衡并行结构,易受环境等因素影响导致其性能不稳定。因此,高性能测量系统和通信系统对光纤干涉仪的稳定工作提出了严格的要求。提出了一种基于3 dB光纤耦合器构成的Mach-Zehnder干涉仪的稳定控制系统,其目的是通过对探测器的输出信号进行调制,并反馈到光纤干涉仪的一臂上进行偏置控制,从而实现Mach-Zehnder光纤干涉仪的稳定工作。该方法实现简单,克服了现有3 d B光纤耦合器构成的MachZehnder光纤干涉仪不能稳定工作的问题。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2017年10期）
王晓章,蒋军彪,李毅,李睿,张辉[9]（2017）在《冲击对萨奈克光纤干涉仪性能的影响》一文中研究指出基于胡克定律和弹光效应,建立了冲击机械应力作用下萨奈克光纤环非互易性相位误差产生的数学模型,讨论了黏结剂的杨氏模量对萨奈克光纤环的影响,通过仿真和实验验证了光纤黏结剂杨氏模量的大小对萨奈克光纤干涉仪误差的影响。结果表明黏结剂杨氏模量越大,系统性能越稳定。(本文来源于《中国激光》期刊2017年07期）
齐凯悦[10]（2017）在《基于新型Michelson光纤干涉仪传感特性的研究》一文中研究指出近年来,各种类型的传感器在向着灵敏度更高、精确度更准、结构更小巧的方向发展。而光纤传感器作为新型传感器因传输损耗低,测量动态范围大,耐腐蚀,抗电磁干扰等方面具有较高的优势而备受青睐,已主要在冶金,高压电缆,监测,桥梁,航空航天及军事等方面得到了广泛的应用,解决了在易燃易爆以及电磁干扰较强环境的测量和控制问题。现今把传感部分集中到单根光纤上的简易马赫曾德的干涉仪(MZI)的基本原理是当外界环境改变时,会使光纤中的包层和纤芯的有效折射率差发生改变,利用干涉谱线发生漂移的现象来检测外界环境的改变。本文就是利用这种基本原理实现传感研究,内容主要包括第一,简要描述了几种普遍的干涉仪的传感结构特性及国内外研究现状。随后又介绍了不同的干涉仪结构的运作原理及温度、折射率传感原理。在此基础上,简要研究了不同结构的元件的温度及折射率传感特性。第二,简要的介绍了类花生型M-Z干涉仪的基本结构及制作过程,基于其基本原理,研究了两个耦合激发元都为类花生型结构的折射率传感情况。第叁,由于花生型M-Z干涉仪对特定环境下测量的局限性,将花生型M-Z干涉仪进行优化改进,对花生型Michelson干涉仪的传感特性进行探讨,对该结构的折射率以及该结构在处于50-500°C的温度传感特性进行了研究。简述了这种类花生型Michelson干涉仪的制作过程,提出了一种对于光纤端面的封装方法,只有合理的保护光纤端面的平整性,才不会影响端面的菲涅尔反射结果,从而可以更好的实现传感的研究。第四,本文提出了一种阵列凸包型Michelson干涉仪,是由叁个凸包结构利用光纤熔接机以及显微镜切割装置制作而成,研究了这种阵列式凸包Michelson干涉仪对于外界环境的折射率响应特性。由于该结构对于温度的传感比较灵敏,采用对温度进行分段测量方案,实现50-90°C,500-570°C的温度传感研究。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2017-06-01）
光纤干涉仪论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
基于分布式传感技术的光纤传感系统具备检测距离长,测量精度高,提取大范围测量场分布信息的能力强等优势,非常适合于大型设施、尤其是电力线缆和电气设备等温度和应变的在线监测,具有十分广阔的应用前景,因此,研究出高分辨率、高测量精度的温度和应变传感系统具有重要的现实意义。本论文综述了分布式光纤传感技术领域的国内外研究现状,尤其对基于布里渊散射的分布式光纤传感技术做了详细的介绍,同时也详细介绍了马赫-曾德干涉仪的光学滤波原理;将研究的马赫-曾德干涉仪应用于自发布里渊散射测量中,研制出了布里渊-马赫曾德光纤传感系统,并分析了布里渊-马赫曾德系统温度和应变光纤传感系统的信噪比、空间分辨率、测量时间等指标的计算方法,设计了一种能实现高空间分辨率、高测量精度的温度和应变传感系统,并对此系统的信噪比、空间分辨率等性能进行了分析和计算;搭建了布里渊-马赫曾德频域测量系统,对耐海水腐蚀的碳涂敷光纤、适合于高温环境的抗高温光纤和常用的标准通信单模光纤G.652、大有效面积光纤G.655在常温下的布里渊谱进行了测量,并对G.652光纤中布里渊谱的温度和应变特性进行了定性测量。系统原理图如下:利用马赫-曾德干涉仪测量布里渊散射谱的实验系统如图所示,中心波长1 550nm,线宽小于1 MHz的半导体激光器输出通过3dB耦合器注入被测光纤,入纤功率约为200uW。被测光纤背向散射光通过同一耦合器耦合出来。由于自发布里渊散射信号很微弱,耦合出来的散射信号经过掺饵光纤放大器(EDFA)放大之后送入马赫一曾德干涉仪进行滤波,然后再通过光谱分析仪和数字存储示波器进行光谱测量。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
光纤干涉仪论文参考文献
[1].陈文静.双偏振光纤干涉仪噪声与温度的影响及其抑制方法研究[D].哈尔滨工程大学.2018
[2].朱瑞,衣文索,杜洋,荆涛.基于马赫-曾德光纤干涉仪的自发布里渊散射光纤传感系统[C].第十七届全国光学测试学术交流会摘要集.2018
[3].叶有祥,周盛华,梅海平.偏正无关光纤干涉仪及其微位移测量应用[J].上海理工大学学报.2018
[4].朱峰.拉锥光纤干涉仪的飞秒激光制备技术及传感应用[D].深圳大学.2018
[5].周骏.基于氧化石墨烯界面增敏的微纳光纤干涉仪神经递质传感器[D].暨南大学.2018
[6].吴国军,李东明,徐汉锋,王巍.一种新型传感用补偿光纤干涉仪的研制[J].机电工程技术.2018
[7].胡义慧.马赫—泽德光纤干涉仪构成的光纤传感器的研究[D].湖北师范大学.2018
[8].叶全意,高英杰,田锦,苏守宝,王永嘉.基于3dB光纤耦合器构成的Mach-Zehnder光纤干涉仪稳定控制系统[J].红外与激光工程.2017
[9].王晓章,蒋军彪,李毅,李睿,张辉.冲击对萨奈克光纤干涉仪性能的影响[J].中国激光.2017
[10].齐凯悦.基于新型Michelson光纤干涉仪传感特性的研究[D].哈尔滨工业大学.2017
论文知识图
