论文部分内容阅读
光纤激光传感器由于具有尺寸小、转换效率高、抗电磁扰动等优点,在医学、通讯、传感及科研方面被大量使用。但因为光纤本身纤细质脆、易受外界破坏等约束了其在各个方向的应用。解决此问题的方法通常是对其封装特定的材料,起到增敏与保护的作用。本论文主要研究的是分布反馈式光纤激光器在封装不同材料后的增敏效果,采取COMSOL软件仿真分析与实验相结合的方法分析封装材料对光纤激光器的影响。本论文首先探究了分布反馈式光纤传感器的研究背景和工作原理,以及写制方法,并着重分析了传感器在测量超声、低频声波、压力和磁场时的检测原理。其次介绍了部分目前使用过的封装技术和封装材料,选取环氧树脂胶作为封装材料。利用COMSOL多物理场耦合软件建立声-固耦合模型,模拟水声信号传感,采用薄片型封装结构得到数值仿真结果相比裸纤声压灵敏度增益达30dB,并且10KHz以内存在一个谐振点。接着,使用环氧树脂将分布反馈式光纤激光器封装成薄片状分别检测水下超声、低频声波。结果表明,聚合物材料能够有效提高分布反馈式光纤传感器的灵敏度,但不同的封装结构在测量不同参量时增敏效果不同。圆柱型封装结构光纤传感器更适用于测量水声信号,薄片型封装结构更适用于测量低频声波振动。另外,本论文还将分布反馈式光纤激光器置于环氧树脂包裹的磁流体中,利用磁流体的磁控折射率特性测量磁场,得到分布反馈式光纤激光器拍频频率的变化随着电流的增大逐渐减小,磁场灵敏度约为0.103MHz/Gs。