【摘 要】
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近年来,光纤传感器逐渐应用于生产生活的各个领域。但在传感器测量过程中,待测量的交叉敏感会导致其测量的不精确。而通过改进光纤及其传感器结构可以实现多参量的测量,能够很好的改善交叉敏感问题,日益得到国内外学者的广泛关注。因此,本文提出的基于粗锥结构级联长周期光纤光栅（LPFG）的双包层光纤多参量传感器,通过解调波长漂移的系数灵敏度矩阵实现多参量的同时测量,具有重要的研究意义。本文总结并介绍了光纤多参量
【基金项目】
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燕山大学“新锐工程”人才支持计划项目；
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近年来,光纤传感器逐渐应用于生产生活的各个领域。但在传感器测量过程中,待测量的交叉敏感会导致其测量的不精确。而通过改进光纤及其传感器结构可以实现多参量的测量,能够很好的改善交叉敏感问题,日益得到国内外学者的广泛关注。因此,本文提出的基于粗锥结构级联长周期光纤光栅（LPFG）的双包层光纤多参量传感器,通过解调波长漂移的系数灵敏度矩阵实现多参量的同时测量,具有重要的研究意义。本文总结并介绍了光纤多参量传感器的类型以及国内外研究现状,在此基础上,设计了三种传感器结构,具体包括:首先,利用耦合模式理论,研究了双包层光纤和LPFG的传输模式以及传输光谱,研究了模间干涉原理以及实现多个参量测量的解调方法;其次,研究了基于单粗锥结构级联LPFG的双包层光纤多参量传感器的制备方法,分析了双包层光纤的长度和粗锥尺寸对传输光谱的影响,理论分析了温度、折射率和轴向应变的传感特性,搭建了这三个参量的测量平台进行传感实验,并进行了重复性测量,仿真了传感器的传输光谱以及灵敏度,通过解调系数灵敏度矩阵实现三个参量的同时测量;然后,研究了哑铃I型双包层光纤多参量传感器的制备方法,搭建了温度、折射率以及轴向应变的测量平台进行传感实验,并进行了重复性测量,仿真了传感器的传输光谱以及灵敏度,实现三个参量的同时测量;最后,研究了哑铃II型双包层光纤多参量传感器的制备方法,分析了拉锥以及拉锥长度对传输光谱的影响,搭建了温度、折射率以及轴向应变的测量平台进行传感实验,并进行了重复性测量,仿真了传感器的传输光谱以及灵敏度,实现三个参量的同时测量。
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