摘要:本论文主要研究内容包括:①研究了飞秒激光微加工的特点,在石英玻璃和光敏玻璃上加工出高质量微结构;针对近红外飞秒激光制备长周期光纤光栅(long period fiber grating,LPFG)时存在的焦点与纤芯相对位置难调、信号较弱等缺陷,提出一种改进的加工方法并利用飞秒激光加工了高性能LPFG;针对光纤光栅传感器灵敏度低、易受环境因素交叉敏感等缺陷,采用飞秒激光加工了三种新型高灵敏度光纤马赫-泽德干涉仪(Mach-Zehnder interferometer,MZI)传感器,并将其应用于折射率和温度等传感测试;②虽然飞秒激光制作的光纤传感器具有很好的性能,但成本较高,不利于工业化大批量生产,对此本文提出采用电弧放电的方法制备了三种新型低成本光纤 MZI 传感器,并用来进行折射率、温度和转角等物理量测试,还进一步提出通过降低光纤包层厚度的方法提高折射率灵敏度;③讨论了基于回廊模的光纤传感器原理,搭建了微球与光纤锥耦合的测试平台,还提出利用单根光纤制作光纤圈式回廊模传感器的新方法,并将该传感器用于测试折射率、转角变化。本论文提出的新型光纤传感器具有耐高温、高灵敏度、低交叉敏感和工艺简单等优点,极具产业化应用潜力。
关键词:光纤传感器 飞秒激光 光纤制作 长周期光纤光栅 传感器灵敏度
单位:北京理工大学
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