基于磁流体的锥形少模光纤磁场传感特性研究

论文摘要

光纤传感器以其结构小巧、灵敏度高、抗电磁干扰、容易集成等优点受到了广泛关注,在航空航天、军事国防、医疗等领域有着广阔的应用前景。而磁场对于这些领域的精密电子设备的正常使用有着很大的影响,因此对磁场环境的监测显得尤为重要。本文在总结基于磁流体的光纤磁场传感器的国内外研究现状的基础上,基于磁流体的磁致折变效应,以少模光纤作为传感单元,制备了不同长度的锥形光纤传感器,并对其磁场传感特性进行了深入研究,具体内容包括:首先,介绍了磁流体的基本概况,分析了少模光纤的结构参数,并对其进行了理论建模,研究了少模光纤内部的传输模式,详细分析了锥形传感器的传输机理;其次,研究了锥形少模光纤磁场传感器的制备方法,介绍了各阶段的操作步骤及参数选取,研究了各个制备阶段的传输机理,并对各阶段的传感器的传输光谱进行了分析比较;然后,研究了锥形少模光纤传感器的温度传感特性,分析了不同锥区长度的传感器的传输光谱,探究了温度对不同锥区长度的传感器的影响,研究了不同温度与波长漂移之间的关系;最后,研究了锥形少模光纤的磁场传感特性,探究了不同锥区直径对该类型传感器磁场灵敏度的影响,研究了不同少模光纤的接入长度对该类型传感器磁场灵敏度的影响,分析了不同磁场方向对该类型传感器磁场灵敏度的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
•   1.1 课题研究背景及意义
•   1.2 光纤磁场传感器国内外研究现状
•     1.2.1 磁致伸缩型光纤磁场传感器
•     1.2.2 磁流体型光纤磁场传感器
•   1.3 课题来源及论文内容及章节安排
• 第2章 锥形少模光纤磁场传感原理
•   2.1 引言
•   2.2 磁流体概述
•     2.2.1 磁流体简介
•     2.2.2 磁流体的光学特性
•   2.3 少模光纤的结构参数及模式分析
•   2.4 少模光纤模式干涉理论
•   2.5 本章小结
• 第3章 锥形少模光纤磁场传感器的制备
•   3.1 引言
•   3.2 传感器的制备
•   3.3 传感器各制备过程的光谱分析
•     3.3.1 级联后的光谱分析
•     3.3.2 拉锥后的光谱分析
•     3.3.3 填充MF后的光谱分析
•   3.4 本章小结
• 第4章 锥形少模光纤传感器温度特性研究
•   4.1 引言
•   4.2 锥形少模光纤传感器温度传感原理
•   4.3 锥形少模光纤传感器温度传感实验
•   4.4 实验结果及分析
•     4.4.1 长度为4cm的 TFMF传感器的光谱分析
•     4.4.2 长度为5cm的 TFMF传感器的光谱分析
•     4.4.3 长度为6cm的 TFMF传感器的光谱分析
•   4.5 本章小结
• 第5章 锥形少模光纤传感器磁场传感特性
•   5.1 引言
•   5.2 磁场传感实验
•     5.2.1 传感装置与原理
•     5.2.2 长度为4cm的 MF-TFMF传感器磁场传感实验
•     5.2.3 长度为5cm的 MF-TFMF传感器磁场传感实验
•     5.2.4 长度为6cm的 MF-TFMF传感器磁场传感实验
•   5.3 实验结果及分析
•     5.3.1 长度为4cm的 MF-TFMF传感器传输光谱分析
•     5.3.2 长度为5cm的 MF-TFMF传感器传输光谱分析
•     5.3.3 长度为6cm的 MF-TFMF传感器传输光谱分析
•   5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 温晶

导师: 付兴虎

关键词: 温度,磁流体,细锥,磁场传感,少模光纤

来源: 燕山大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学,自动化技术

单位: 燕山大学

基金: 燕山大学“新锐工程”人才支持计划项目

分类号: TN253;TP212

DOI: 10.27440/d.cnki.gysdu.2019.000669

总页数: 77

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