导读:本文包含了干涉型光纤磁场传感器论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:光纤传感器,马赫-曾德尔干涉仪,磁场传感,温度传感
干涉型光纤磁场传感器论文文献综述
沈涛,孙滨超,冯月[1]（2018）在《马赫-曾德尔干涉集成化的全光纤磁场与温度传感器》一文中研究指出为了简化光纤磁场与温度传感器的结构并提高传感器灵敏度,设计并制作了马赫-曾德尔干涉集成化的全光纤磁场与温度传感器。将单根光纤的马赫-曾德尔模间干涉结构和双臂马赫-曾德尔干涉结构结合:将总长度为1.2m的单模光纤部分制备成长度为2.7cm、锥腰直径为30.1μm的锥形微纳光纤,并得到了拉锥时间与锥腰直径的关系。将锥形微纳光纤放置尼龙槽内并包覆磁凝胶构成传感头,实现模间干涉的马赫-曾德尔磁场传感器;将磁场传感器通过两耦合比为50%∶50%的耦合器并联带有可调谐光衰减器的单模光纤形成马赫-曾德尔干涉的温度传感器。从理论上分析了光谱漂移对磁场和温度传感的特性关系,实验测得室温下磁场强度在25~50mT时,磁场传感的灵敏度为0.301 14nm/mT;在磁场强度为0,温度由25℃升高到30℃时,温度传感的灵敏度为0.518 86nm/℃。该传感器可广泛应用于电力系统放电检测、材料加工、安全监控等领域。(本文来源于《光学精密工程》期刊2018年06期）
陈耀飞[2]（2017）在《模式干涉型光纤折射率和磁场传感器的研究》一文中研究指出模式干涉型光纤传感器充分利用了光纤的模式特性,具有易于实现、设计灵活、全光纤化等优点,在近年来成为光纤传感领域的研究热点之一。本论文以基于多模干涉的单模-无芯-单模(Singlemode-No-Core-Singlemode,SNS)光纤结构和基于纤芯-回音壁模式干涉的弯曲单模光纤结构为研究对象,首先研究了两者在液体折射率传感方面的应用,然后结合磁流体的磁致复折射率变化特性,进而提出并研究了两种新型的光纤磁场传感器。主要工作包括:1.对SNS结构和弯曲单模光纤结构进行了理论研究。从光纤的模式理论出发,利用模式展开法建立了光在SNS结构中传输的理论模型,模拟分析了外界折射率和无芯光纤参数对其光谱输出特性的影响,首次发现SNS结构的透射光谱随折射率的变化而出现展宽或压缩的现象,进而得到折射率灵敏度与波长成正比的结论。从几何光学和模式理论角度对弯曲单模光纤结构中的纤芯-回音壁模式干涉现象和折射率传感机理进行了阐述和理论分析。2.首次实现了SNS结构折射率传感器的温度自补偿,基于弯曲单模光纤结构和FBG实现了对折射率和温度的同时测量。利用SNS结构的折射率灵敏度与波长成正比的特性,通过同时测量输出光谱中两个特征波长的方法来实现对温度的自动补偿,并且进行了实验验证。提出将水滴状弯曲单模光纤结构和FBG组合来分别构成串联式和嵌套式的光纤传感器,进而给出折射率和温度同时测量的方法,并进行了对比性的实验测量和分析。3.将磁流体分别披覆于SNS结构和弯曲单模光纤结构的表面,进而提出了两种新型的基于磁流体和模式干涉的光纤磁场传感器,并进行了理论分析和实验研究。通过在理论模型中引入磁流体对倏逝场的吸收作用项,实现了对磁流体披覆的SNS结构的理论模拟,详细分析了传感器的工作机理和特性。对两种传感器的磁场传感特性进行了实验研究,并分别从传感器的动态响应特性以及磁场和温度同时测量的实现等方面进行了探究。4.采用光纤环形衰荡技术实现了对基于磁流体和模式干涉的光纤磁场传感的解调。光纤环形衰荡技术可以消除光源波动对测量精度的影响并且增大系统的探测灵敏度。将磁流体披覆的弯曲单模光纤结构作为传感头,以增大系统的灵敏度为主要目标,讨论了系统中关键参数的选取以及输入波长的影响和选取准则,并在进行了实验测量和分析。(本文来源于《天津大学》期刊2017-09-01）
雷雪琴[3]（2016）在《基于磁流体的干涉型光纤磁场传感器研究》一文中研究指出全光纤传感器凭借低成本、高灵敏度、结构紧凑、耐腐蚀、绝缘性好、抗电磁干扰能力强且易于多点分布远程监测等诸多优点,被迅速应用到各个领域。目前可实现对温度、压力、速度、加速度等七十多个物理量的测量,已逐渐显示出取代传统磁场传感器的趋势,并朝着结构微型化、全光纤化的方向发展。基于磁场传感器被广泛应用于国防军事、生物医学、现代工业以及我们的日常生活当中,二十世纪七十年代美国科学家首次提出了利用光纤来测量磁场的思想。然而通常情况下,磁场参量不能被光纤直接响应,需要磁光材料将磁参量转换成光参量并作用在光纤上，来实现光纤磁场传感器的制作。磁流体就是这样一种新型的纳米功能材料,它具有丰富的光学特性,如磁光特性、双折射效应、磁致折变效应等,且没有磁滞现象。因而近些年受到越来越多国内外学者的热切关注。结合磁流体丰富的光学特性和光纤干涉仪的独特优势,本文对磁流体填充的几种干涉型光纤磁场传感器进行了实验研究。所做主要工作有：首先,本文讨论了磁流体与光纤干涉仪结合时存在的问题及其研究趋势。基于磁流体的光学特性和光纤干涉仪的特点,分别讨论分析了磁流体填充的光纤Fabry-Perot干涉原理、磁流体填充的光纤Mach-Zehnder干涉原理和磁流体填充的光纤Sagnac干涉原理,以及各个方案的优缺点和应用前景。其次,基于光直接通过黑褐色磁流体溶液时存在吸收损耗的问题,本文重点描述了两种磁流体填充的光纤Mach-Zehnder磁场传感器的简易制作方法。我们利用倏逝波原理和磁流体的磁致折变效应将磁参量加载在光纤传感器上,实现了全光纤磁场传感器的制作。测得双S结构和多模-单模-多模光纤结构的灵敏度分别为02904 nm/mT和0.1231nm/mT。上述两种方案均采用磁流体环绕的办法,有效避免了开腔式F-P干涉仪由于光直接穿过磁流体而产生的吸收损耗问题及嵌入封闭腔无法实现折射率传感的困扰,并具有结构简单、操作方便、稳定性好、灵敏度高等特点,简单有效地将磁流体的光学特性和光纤干涉仪结合在了一起。最后,基于利用磁流体双折射特性设计的光纤磁场传感器还鲜有报道的原因以及目前文献报道中存在的问题,本文提出利用飞秒激光器制作D型微结构,将磁流体双折射效应引入高双折射Sagnac环实现光纤in-line结构,突破了以往因为磁流体的折射率变化范围小而限制其磁场检测范围和灵敏度的局限性。该方案不仅能提高检测灵敏度,还能有效地避免由于二向色性吸收使得干涉谱的振幅比随外磁场增大而逐渐减小的问题,即具有相当稳定的消光比。这克服了以往由于磁流体透光性差而不能使用高浓度磁流体,也不能将磁流体敏感区做长的缺点。实验结果证明文中提出的传感器具有良好的性能表现,初步得到检测灵敏度为0.08264nm/mT。该方案还可以通过增加D型刻槽的深度和长度进一步提高磁场检测灵敏度。(本文来源于《浙江师范大学》期刊2016-03-24）
范涌涛[4]（2016）在《基于MZ干涉仪的光纤磁场传感器研究》一文中研究指出本论文主要研究了磁性液体和MZ干涉仪在磁场测量领域的应用。磁性液体薄膜的双折射效应、超顺磁性以及磁控折射率特性等效应使得外加磁场变化时,磁性液体薄膜的折射率、介电常数等属性随之改变。所以将磁性液体薄膜包覆在特定光纤结构或填充在内部有孔的光纤中时,磁场变化会导致传感光纤中光波的相位、波长、光强以及偏正态等参量发生变化。我们通过探测这些物理量的变化量,即可反推出描述磁场属性的参量,达到测量外界磁场的目的。本课题的主要研究内容如下:1、阐述了磁性液体和光纤传感在磁场测量方面的研究状况,介绍了MZ干涉仪、光纤磁场传感器的工作原理和几种常见的光纤磁场传感器,并分析了各自的优缺点。2、详细介绍了磁性液体的组成以及磁性液体的稳定性、双折射效应、磁控折率特性、超顺磁性等特性。阐述了磁性液体的折射率测量方法。此外,还对磁性液体的制备工艺做了详细介绍。3、提出了一种基于双腰椎放大结构的光纤磁场传感器。对该传感器的工作原理作了理论分析,用实验结果证明了采用强度解调的可行性,当外加磁场方向垂直于光束传播方向,磁感应强度从0mT到120mT增加时,该传感器的谐振波长发生微小蓝移,光强减小明显,灵敏度为0.0943dBm/mT,拟合度为0.97918。4、提出了一种基于花生形错位结构的光纤磁场传感器。先以花生形错位结构为光纤传感头(无磁性液体薄膜包覆)进行了折射率和温度测量实验,得出外界折射率或温度变化量和谐振波长变化量的线性拟合关系。测量折射率时,灵敏度为29.68934nm/RIU,拟合度0.99266,对温度的灵敏度为57.86pm/℃,拟合度达0.9903。之后我们进行了基于花生形错位结构的光纤磁场传感器(有磁性液体薄膜包覆)的磁场测量实验。该传感器对磁感应强度的灵敏度为12.227pm/mT,线性拟合度为0.9626。(本文来源于《中国计量学院》期刊2016-03-01）
樊程广,潘孟春,张琦,胡佳飞,辛建光[5]（2009）在《干涉型光纤弱磁场传感器稳定性的研究》一文中研究指出近些年来,伴随着磁致伸缩材料的发展,对Mach-Zehnder干涉型光纤弱磁场传感器的研究进一步加深,其应用前景电更加的广泛,但是,由于该类传感器的测量对象是微弱磁场,外界环境因素的干扰对其稳定性的影响较大。直流相位跟踪法是保证传感器稳定性的有效方法,它可以消除外界环境因素引起的随机相位漂移。本文给出了理论分析和具体实现电路。实验结果表明,该方法能够很好消除外界环境因素的干扰,保证了传感器的稳定性。(本文来源于《2009中国仪器仪表与测控技术大会论文集》期刊2009-07-23）
蒙建军,郑渝[6]（2009）在《干涉型光纤磁场传感器的研究》一文中研究指出本文从磁致伸缩效应原理出发,分别介绍了基于磁致伸缩效应的Mach-Zehnder干涉型光纤磁场传感器和Michelson干涉型光纤磁场传感器的工作原理及结构设计,并对其性能进行了比较。(本文来源于《科技广场》期刊2009年07期）
汪歆[7]（2009）在《改善干涉型光纤微弱磁场传感器性能的若干关键技术研究》一文中研究指出微弱磁场传感器具有广泛应用,包括导航、军事、航空、航天等领域。随着窄线宽激光光源、单模光纤及相关光器件性能的不断完善,不仅光纤传感器的种类在增加,其性能也在不断地提高。光纤微弱磁场传感器因其灵敏度高,被认为是替代传统纯电学检测手段的最有竞争力的技术。基于光纤干涉仪和磁致伸缩材料的干涉型光纤微弱磁场传感器是最有望走向实用的技术之一。因此,开展干涉型光纤微弱磁场传感器的研究具有重要意义。本论文主要研究高灵敏度和稳定性的迈克耳逊(Michelson)干涉型光纤微弱磁场传感器的若干关键问题,包括:干涉型光纤微弱磁场传感器理论与原理,干涉型光纤微弱磁场换能器的设计和实现,干涉型光纤微弱磁场传感器的解调技术、磁场探测能力、稳定性与温度特性等。首先,论文系统分析和总结了干涉型光纤传感器的基本理论和Michelson干涉型光纤微弱磁场传感器的工作原理,主要包括:磁致伸缩效应与光纤中光相位的调制原理、基于Michelson光纤干涉仪的干涉型光纤传感器的结构和原理、Michelson干涉型光纤磁场传感器相位检测原理与关键技术的实现、系统不稳定的原因及其解决措施等。其次,论文对偏振无关Michelson干涉型光纤微弱磁场换能器进行了深入系统的研究,在分析干涉型光纤微弱磁场传感器系统灵敏度基础上,提出了相应的设计和制作方案。在骨架设计与制作方面,分析和对比了不同材料、形状和结构磁场换能器的性能,确定了圆柱形作为换能器的基本结构,并使用胶木材料完成了换能器骨架的制作。在Michelson光纤干涉仪设计与制作方面,建立了偏振无关Michelson光纤干涉仪可见度的数学模型,对可见度的限制因素进行详细的数值分析。计算结果表明,干涉仪臂长差是其中最重要的一项因素。借助光学精密反射仪实现了对光纤干涉仪臂长差的精确测量和控制,能有效消除臂长差对可见度的影响,臂长差可以被控制在1 mm以内,在此基础上制作出了高可见度偏振无关Michelson光纤干涉仪。在换能器设计和制作方面,在对应力和负载效应问题进行深入分析的基础上,通过反复的实验比较,确定了粘贴剂的选取原则,给出了合理、有效的粘贴方式,形成了一套磁场换能器的制作方法和工艺,并完成了换能器的制作。接着,论文研究了两种传感信号检测技术:基于硬件电路的解调技术和软件解调技术。在硬件解调方面,主要是对传统锁定放大器电路进行改进,使之具有更好的检测性能。在软件解调方面,详细研究了偏振无关Michelson干涉型光纤磁场传感器的噪声来源,包括:环境噪声、光源噪声、热噪声、散弹噪声以及电噪声等,分析了这些噪声的特点及对光纤干涉仪输出信号光相位的影响,发现热噪声是限制光纤干涉仪最小可探测相位的最主要噪声。在此基础上,提出了一种基于软件解调和自适应谱线增强器的信号解调方案,给出了具体的实现方法。论文系统测试和分析了所研制的传感器在使用硬件解调方案时的系统性能,包括:换能器机械谐振频率与频率响应,传感器系统稳定性,输入光功率和交流激励磁场幅度与系统输出的关系,传感器系统灵敏度和分辨率,以及磁场换能器方向性等。实验结果表明,在没有任何磁屏蔽措施的普通实验环境下,该磁场传感器系统具有良好的稳定性和优异的微弱磁场探测能力,最低可探测磁场在1 Hz和5 Hz处约为0.10 nT/Hz1/2和0.04 nT/Hz1/2,与目前国内已报道的同类型磁场传感器相比,具有一定优越性。本文的检测技术工作是与课题组其他同学共同完成的。然后,针对干涉型光纤磁场传感器的实用化问题,论文对干涉型光纤微弱磁场传感器的温度特性进行了分析。以弹性波理论为切入点,推导了带状磁场换能器机械谐振频率的理论模型,给出了导致机械谐振频率随外界环境温度的变化而变化的各个因素,并通过模态分析找出了其中最主要的因素。通过一系列的实验,对换能器机械谐振频率、系统输出以及系统灵敏度的温度特性进行了测试,并拟合出了相应的温度特性函数,结果显示磁场换能器机械谐振频率以及传感器系统性能会受到外界环境温度的强烈影响。在实际应用中,为了减少环境温度对系统性能的影响,论文提出两种温度补偿的方案并进行了验证。最后,对论文工作进行了总结和展望。(本文来源于《上海交通大学》期刊2009-04-01）
陈菽莹,汪歆,韩振兴,都智刚,王晓扬[8]（2008）在《干涉型光纤Michelson微弱磁场传感器降噪方法研究》一文中研究指出主要研究通过软件解调方法,来抑制干涉型光纤Michelson微弱磁场传感器的噪声。在分析了系统主要噪声基础上,在解调软件中引入自适应谱线增强器(ALE),来最大程度消除宽谱噪声。实验结果表明,该方法可以很好地降低系统本底噪声,使得解调线性度得到加强,最小可重复测量磁场大小为20 nT。(本文来源于《光电子.激光》期刊2008年07期）
张翼,陈建平,薛青,施长海,洪琳[9]（2006）在《Michelson干涉型光纤弱磁场传感器信号检测电路研究》一文中研究指出针对Michelson光纤弱磁场传感器的特点,设计和实现了控制和信号检测系统。着重对传感器信号检测部分的电路进行了分析和研究,采用了相位自跟踪锁定放大技术进行微弱信号检测;针对磁致伸缩材料的非线性响应特点,设计了定偏闭环反馈系统,使探头始终工作在最佳偏置磁场下。经实验验证,系统灵敏度高,抑制噪声能力强。(本文来源于《半导体光电》期刊2006年02期）
薛青,陈建平,张翼,施长海,洪琳[10]（2006）在《Michelson干涉型光纤磁场传感器稳定性研究》一文中研究指出分析设计了采用45°法拉第旋转反射镜的Michelson干涉型磁场传感器的直流相位跟踪(PTDC)系统,并将其与采用Mach-Zehnder干涉仪的磁场传感系统进行实验比较。结果表明,所设计的直流相位跟踪系统能够很好地解决光纤偏振等引起的随机相位漂移问题。(本文来源于《光纤与电缆及其应用技术》期刊2006年02期）
干涉型光纤磁场传感器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
模式干涉型光纤传感器充分利用了光纤的模式特性,具有易于实现、设计灵活、全光纤化等优点,在近年来成为光纤传感领域的研究热点之一。本论文以基于多模干涉的单模-无芯-单模(Singlemode-No-Core-Singlemode,SNS)光纤结构和基于纤芯-回音壁模式干涉的弯曲单模光纤结构为研究对象,首先研究了两者在液体折射率传感方面的应用,然后结合磁流体的磁致复折射率变化特性,进而提出并研究了两种新型的光纤磁场传感器。主要工作包括:1.对SNS结构和弯曲单模光纤结构进行了理论研究。从光纤的模式理论出发,利用模式展开法建立了光在SNS结构中传输的理论模型,模拟分析了外界折射率和无芯光纤参数对其光谱输出特性的影响,首次发现SNS结构的透射光谱随折射率的变化而出现展宽或压缩的现象,进而得到折射率灵敏度与波长成正比的结论。从几何光学和模式理论角度对弯曲单模光纤结构中的纤芯-回音壁模式干涉现象和折射率传感机理进行了阐述和理论分析。2.首次实现了SNS结构折射率传感器的温度自补偿,基于弯曲单模光纤结构和FBG实现了对折射率和温度的同时测量。利用SNS结构的折射率灵敏度与波长成正比的特性,通过同时测量输出光谱中两个特征波长的方法来实现对温度的自动补偿,并且进行了实验验证。提出将水滴状弯曲单模光纤结构和FBG组合来分别构成串联式和嵌套式的光纤传感器,进而给出折射率和温度同时测量的方法,并进行了对比性的实验测量和分析。3.将磁流体分别披覆于SNS结构和弯曲单模光纤结构的表面,进而提出了两种新型的基于磁流体和模式干涉的光纤磁场传感器,并进行了理论分析和实验研究。通过在理论模型中引入磁流体对倏逝场的吸收作用项,实现了对磁流体披覆的SNS结构的理论模拟,详细分析了传感器的工作机理和特性。对两种传感器的磁场传感特性进行了实验研究,并分别从传感器的动态响应特性以及磁场和温度同时测量的实现等方面进行了探究。4.采用光纤环形衰荡技术实现了对基于磁流体和模式干涉的光纤磁场传感的解调。光纤环形衰荡技术可以消除光源波动对测量精度的影响并且增大系统的探测灵敏度。将磁流体披覆的弯曲单模光纤结构作为传感头,以增大系统的灵敏度为主要目标,讨论了系统中关键参数的选取以及输入波长的影响和选取准则,并在进行了实验测量和分析。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
干涉型光纤磁场传感器论文参考文献
[1].沈涛,孙滨超,冯月.马赫-曾德尔干涉集成化的全光纤磁场与温度传感器[J].光学精密工程.2018
[2].陈耀飞.模式干涉型光纤折射率和磁场传感器的研究[D].天津大学.2017
[3].雷雪琴.基于磁流体的干涉型光纤磁场传感器研究[D].浙江师范大学.2016
[4].范涌涛.基于MZ干涉仪的光纤磁场传感器研究[D].中国计量学院.2016
[5].樊程广,潘孟春,张琦,胡佳飞,辛建光.干涉型光纤弱磁场传感器稳定性的研究[C].2009中国仪器仪表与测控技术大会论文集.2009
[6].蒙建军,郑渝.干涉型光纤磁场传感器的研究[J].科技广场.2009
[7].汪歆.改善干涉型光纤微弱磁场传感器性能的若干关键技术研究[D].上海交通大学.2009
[8].陈菽莹,汪歆,韩振兴,都智刚,王晓扬.干涉型光纤Michelson微弱磁场传感器降噪方法研究[J].光电子.激光.2008
[9].张翼,陈建平,薛青,施长海,洪琳.Michelson干涉型光纤弱磁场传感器信号检测电路研究[J].半导体光电.2006
[10].薛青,陈建平,张翼,施长海,洪琳.Michelson干涉型光纤磁场传感器稳定性研究[J].光纤与电缆及其应用技术.2006