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1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)摘要一種新型的簡單、性價(jià)比高的光學(xué)傳感器已經(jīng)被證實(shí)在這里。該傳感器由一個(gè)作為傳感頭的雙錐光纖和一個(gè)作為工作光源的1550納米激光器組成。由于傳播常數(shù)在單模光纖與光纖錐區(qū)的不匹配,蔗糖溶液濃度的變化可以由系統(tǒng)的輸出光功率來測量?;诠獠ㄔ陔p錐光纖中的傳播理論,我們建立了一個(gè)簡單的模型,展示了光的透過率對環(huán)境折射率的依賴性。我們相信我們的系統(tǒng)會找到它在環(huán)境控制和污染的實(shí)時(shí)檢測上的真正應(yīng)用。本論文的結(jié)構(gòu)如下。我們首先介紹了光纖傳感器以及錐形光纖的研究背景、光纖以及雙錐光纖的基本理論。然后我們對蔗糖溶液的折射率和濃度的關(guān)系進(jìn)行了研究,
2、并用該光纖傳感器通過光波在雙錐光纖里的傳輸理論得到了外面的折射率。由于雙錐光纖的特殊性能,這種光纖傳感器的靈敏度可以達(dá)到1313。關(guān)鍵詞:雙錐光纖;輸出光功率;蔗糖溶液;靈敏度38哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)AbstractAnewtypeofsimpleandcost-effectiveopticalsensorhasbeendemonstratedhere.Thesensorconsistsofadoubleconeopticalfiberanda1550nmlaser,whichworkassensingheadandlightsource.Bec
3、auseofthemismatchingofpropagationconstantsinsinglemodeopticalfiberandtheconearea,thechangesofconcentrationofsucrosesolutioncanbemonitoredbytheoutputopticalpowerofthesystem.Basedonthetheoryofwavepropagationindoubleconeopticalfiber,wehavebuiltasimplemodelthatshowsthedependenceoftran
4、smittanceoflightontherefractiveindexofenvironment.Webelieveoursystemwillfinditsrealapplicationsinenvironmentalcontrolandpollutionreal-timedetection.Thisthesisisorganizedasfollows.Wefirstintroducedtheresearchbackgroundoftheopticalfibersensorsandthetaperedopticalfiber,andthefundamen
5、taltheoryofopticalfiberanddoubleconeofopticalfiber.Thenwestudiedtherelationshipbetweentherefractiveindexofsucrosesolutionanditsconcentration,andobtainedtheoutsiderefractiveindexwiththisopticalfibersensorfromlightwavepropagationtheoryindoubleconeofopticalfiber.Duetotheuniquepropert
6、iesofdoubleconeopticalfiber,thesensitivityofthiskindopticalfibersensorcanbeachieved1313.Keywords:doubleconeofopticalfiber,outputopticalpower,sucrosesolution,sensitivity38哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)目錄摘要IAbstractII目錄III第一章緒論11.1課題的研究背景及意義11.2國內(nèi)外研究狀況及分析11.2.1折射率光纖傳感器的研究狀況11.2.2錐形光纖的研究進(jìn)展81.3本文的結(jié)構(gòu)
7、安排10第二章光纖及雙錐光纖112.1光纖112.1.1光纖的結(jié)構(gòu)112.1.2光纖的分類122.1.3光纖的損耗122.1.4外界因素引起的單模光纖系統(tǒng)的損耗132.2雙錐光纖152.2.1雙錐光纖的加工152.2.2雙錐光纖的傳輸理論162.2.3雙錐光纖的耦合特性182.2.4雙錐光纖的調(diào)制特性192.3本章小節(jié)20第三章光纖傳感器213.1光纖傳感器的特點(diǎn)213.2光纖傳感器的分類213.3光纖傳感器的原理2238哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)3.4本章小節(jié)22第四章拉錐光纖傳感器測量液體折射率的實(shí)驗(yàn)研究234.1拉錐光纖傳感器測量液體折射率的實(shí)驗(yàn)
8、準(zhǔn)備234.1.1光纖基模場半徑與光纖參數(shù)之間的關(guān)系234.1.2