模間干涉光纖傳感器的研究.pdf

1、本文研究的是基于模間干涉的光纖傳感器。相對于傳統(tǒng)傳感器，此光纖傳感器具有尺寸緊湊、重量輕、功耗低，減少布線要求、靈敏度高、動(dòng)態(tài)范圍大、耐用、檢測區(qū)域廣、抗電磁干擾能力強(qiáng)、抗腐蝕性強(qiáng)及價(jià)格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此使得光纖傳感器可以用于許多特殊的環(huán)境，如用于高壓大電流、強(qiáng)磁場噪聲、強(qiáng)輻射、工業(yè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制以及對核輻射、易燃、易爆氣體和大氣污染等惡劣環(huán)境中，進(jìn)行監(jiān)測，在安防領(lǐng)域也有杰出的表現(xiàn)。并能夠解決需要傳統(tǒng)傳感器無法解決的問題。

2、 根據(jù)經(jīng)典電磁波理論，如果入射的是相干光則不同模式間會(huì)相互疊加形成干涉散斑。當(dāng)光纖受到振動(dòng)擾動(dòng)時(shí)，不同的模式受到擾動(dòng)效果不一樣，模間干涉就會(huì)重組，散斑的總強(qiáng)度不變，但是光斑的分布卻發(fā)生了變化，這種變化我們可以通過分別取變化前后圖像灰度做差取絕對值或截取某一個(gè)小區(qū)域內(nèi)的散斑強(qiáng)度來獲得，其變化頻率和引起光纖振動(dòng)的頻率是一致的。特別在使用區(qū)域截取時(shí)是在小擾動(dòng)模型下其幅度也是成線性關(guān)系。在文中對此原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析并建立了數(shù)學(xué)模型進(jìn)行仿真，

3、并實(shí)驗(yàn)得到了一致的結(jié)果。 本文涉及的模間干涉光纖傳感器中，采用了兩種不同的架構(gòu)(SMS-A和SMS-B)來實(shí)現(xiàn)模間干涉?zhèn)鞲衅?，并出于?shí)際運(yùn)用及降低成本的考慮提出了一套更為實(shí)用的SMS-A系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)模間干涉。這樣的系統(tǒng)中探測和傳輸都是使用光纖，整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離探測，并且降低了成本，簡化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在信號處理部分分別使用Labvicw語言設(shè)計(jì)制作了振動(dòng)信號的時(shí)域和頻域?qū)崟r(shí)分析處理工具及matlab圖像采集工具包。 針對光纖