导读:本文包含了激光型光纤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:光纤光学,光纤传感器,飞秒激光加工,微流通道
激光型光纤传感器论文文献综述
刘子溪,李元鹏,李杰,武创,关柏鸥[1]（2019）在《基于飞秒激光微孔加工的温度补偿型光纤微流传感器》一文中研究指出研究一种基于激光微孔加工的温度补偿型光纤微流传感器。采用飞秒激光诱导水击穿的方法,在光纤布拉格光栅(FBG)和光纤镀金端面之间,刻写一条垂直于纤芯的均匀微流通道,制作单端反射式传感器,并对光谱进行快速傅里叶分析,可同时获得FBG和法布里-珀罗(F-P)谐振腔的波长信息。实验结果表明:FBG和F-P谐振腔对外界环境温度及微流折射率具有不同的响应特性。通过检测FBG光谱频移可得到温度信息,再从F-P谐振腔光谱中扣除温度的影响部分,即可得到温度补偿的折射率信息。实验得到传感器在中心波长为1550nm处的折射率灵敏度约为1.2038nm·RIU-1(RIU为单位折射率),该数值可通过光纤结构进行优化,设计的传感器具有结构简单、操作方便及可实时检测等优点,在生物化学、医学等传感领域中拥有良好的应用前景。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2019年17期）
嵇绍波[2]（2019）在《高灵敏度光纤传感器和多点光纤激光超声换能器的研究》一文中研究指出光纤器件具有比普通的电学器件更多的性能优势,使得光纤器件愈来愈受到广泛的重视。在环境健康的参数检测中,光纤传感器可以有效的探测到环境中的参数变化。光纤Fabry-Perot腔传感器是通过双光束干涉实现传感应用的,当环境中的待测量发生变化时,传感器的腔长或折射率会发生变化,这种变化会使得干涉光谱发生移动,通过解调这种变化就可以监测环境参数。光纤Fabry-Perot腔传感器不仅结构简单、易于封装及价格低廉,而且其具有较高的灵敏度以及灵活的制备方式,使得其受到广泛的关注。本文就光纤传感器的灵敏度放大提出两种新颖的基于Vernier效应的实现传感器灵敏度放大的方案。针对级联腔Vernier传感器制备复杂性以及放大倍率固定不变的问题,本文提出了一种双光路分立式的Vernier效应传感器系统。这种方案主要通过耦合器的两个光路分别输入光纤传感器的光谱和匹配腔的光谱,使得光纤传感器与匹配腔的制备分隔开来。这种方案的Vernier效应使得传感器的制备成功率大幅提高,而且其放大倍率可以更换。光纤Vernier效应传感器的关键就在于放大倍率的提高,这对于传感器的制备提出了很高的要求。本文提出了一种单腔实现的Vernier效应传感器,这种传感器只需要一种辅助的匹配装置以及光谱仪中的计算模块就可以简单的实现。通过记录光纤传感器的光谱,并通过辅助匹配装置进行匹配,当调整至合适的放大光谱,此时就可以记录下匹配腔的干涉光谱,从而通过光谱仪的减法功能实现相减型的Vernier放大效应的光谱。光纤激光超声换能器作为有源主动超声监测中的激发源,在建筑桥梁的结构健康监测中具有重要的地位。目前,对于光纤激光超声换能器的研究都是针对单点超声换能器结构以及所使用的光声材料,而对于多点均衡的超声换能器的研究却严重不足。多点均衡的超声换能器的研究在于合理的光纤耦合机制将光纤纤芯中的光能量耦合出来,这样多点的超声换能器系统更具有工程应用价值。本文通过使用光束传输法对光纤腰椎结构、花生锥结构以及单模-无芯-单模结构的光场传输进行了分析。通过软件仿真,这叁种光纤微加工结构均能有效的将光能量耦合到光纤包层之中,并且这些微结构的耦合比与光纤微加工结构的结构参数有关。通过实验制备相应的光纤超声换能器,并分别对这些超声换能器进行实验激发研究,结果表明,这些超声换能器均能实现较为均衡的多点超声激发。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-01-01）
周冬梅,许宁,林虹秀[3]（2018）在《物联网下激光光纤传感器触发节点控制技术》一文中研究指出针对激光光纤传感器物联网的触发节点的消息投递效率差,网络的能量均衡性差的问题。提出一种基于簇首发射功率均衡控制的光纤传感器的物联网触发节点控制方法,构建光纤传感器的物联网节点汇聚链路模型,采用HART图路由模型进行光纤传感器物联网的路由探测协议设计,进行光纤传感器的物联网节点汇聚链路增益控制,设计物联网的路由冲突规避机制。采用簇首发射功率均衡控制方法实现光纤传感器节点的自适应均衡调度,提高物联网触发节点的控制鲁棒性。试验结果表明,采用该方法进行光纤传感器的物联网触发节点控制,提高了节点的消息准确投递效率,降低了时延和能量开销,全网的能量均衡性较好,节点传输数据的鲁棒性和收敛性较高。(本文来源于《激光杂志》期刊2018年04期）
王裕波[4]（2017）在《光纤传感器激光焊接封装及其热压传感特性》一文中研究指出光纤布喇格光栅(Fibet Bragg grating,FBG)具有径细、质量轻以及集信息传输与传感于一体等优良特性,是智能结构首选的信息传输与传感的载体,也是智能金属结构采用的传感元件之一,广泛应用在各个工程领域中。光纤本身质脆,纤细的石英光纤抗弯强度差,特别是写入光栅后变得更易损坏,因此埋入金属基体之前,需要对其进行有效的保护。文章研究了激光焊接封装光纤光栅涉及到的光栅保护、宿主金属焊接试验、激光焊接封装过程以及焊接封装以后的传感特性等问题。主要内容如下:1)FBG封装保护。采用化学镀结合电镀的方法对FBG进行金属化,实验结果显示:FBG化学镀Ni,Cu层表面均光滑,连续,镀层均匀致密,没有明显的开裂和起皮等缺陷;表面化学镀Ni后电镀Ni,电镀Zn的FBG表面均平滑,光亮,没有明显的凸起颗粒,表层无裂纹。说明采用化学镀结合电镀的方法可以对FBG进行良好的金属化保护。2)金属化FBG的热压传感性能测试。结果显示:化学镀Ni电镀Ni和化学镀Ni电镀Zn金属化FBG中心波长随温度变化而发生线性变化,温度灵敏度分别为:20.23 pm/℃和34.36 pm/℃,分别是裸FBG温度灵敏度的2.04倍和3.55倍。镀Zn金属化FBG对瞬态温度变化响应趋势与裸FBG类似,这可能归因于镀层金属的热容量小,镀层厚度较薄。化学镀Ni结合电镀Ni和化学镀Ni结合电镀Zn金属化FBG中心波长与负载呈线性变化趋势,且应变灵敏度分别为:4.98pm/g和5.12pm/g。镀Zn金属化FBG的中心波长比裸FBG的稳定性稍低,中心波长偏差值分别为0.013nm和0.008nm,产生这种现象的原因可能为镀Zn金属化FBG具有较高的温度灵敏度。3)化学镀膜过程中本征应力演化的实时监测。提出基于光纤传感的化学镀膜过程中本征应力的计算模型,并对化学镀Cu和化学镀Ni过程中产生的本征应力进行了实时监测。实验结果显示:化学镀Cu过程中FBG中心波长发生蓝移,薄膜在生长过程中对监测光栅施加压应力,叁次镀Cu实验中,产生的本征应力分别为:17.80Mpa、23.65Mpa和28.04Mpa;化学镀Ni实验结果显示:化学镀Ni试验中,监测光栅中心波长发生红移,累积应力表现为拉应力,整个化学镀Ni过程中产生的本征应力为12.92MPa。采用基于光纤传感的本征应力监测方法时传感器的应力灵敏度可以达到4.10 pm/MPa,准确度可达到0.24MPa。4)金属化FBG激光焊接封装。将金属化FBG激光焊接封装在银铜薄箔表面,制成传感头,分析了FBG在焊接封装后的热压传感特性。实验结果显示:金属化FBG和银铜共晶合金结合良好,焊缝较窄且连续,均匀细致。焊接封装FBG温度灵敏度为16.94 pm/℃,是裸FBG温度灵敏度的1.76倍。FBG中心波长与载荷呈线性变化趋势,焊接封装FBG的应变灵敏度为0.197 pm/g。研究了激光焊接过程中残余应力的产生对焊接封装FBG中心波长的稳定性,实验结果显示:在常温下,激光焊接封装FBG比裸FBG的稳定性稍差,在整个稳定性实验时间段内激光焊接封装的FBG和裸FBG中心波长的偏差分别为0.091nm和0.006nm,产生这种现象的原因可能为FBG在焊接封装过程中银铜共晶合金发生变形致使整个FBG传感器结构有残余应力,影响FBG中心波长的稳定性,此外,较高的温度灵敏度也影响着整个焊接封装FBG传感器中心波长的稳定性能。(本文来源于《南昌大学》期刊2017-05-25）
邹猛[5]（2017）在《基于飞秒激光加工的微结构光纤传感器件制备》一文中研究指出光纤传感器是一种新型的光敏器件,激光发出的光与被测参量相互作用,导致光的某些参数(如强度、相位、波长等)发生改变而成为被调制的信号光,通过解调便可以检测出外界参量变化。光纤传感器具有尺寸小、灵敏度高、本质绝缘、抗电磁干扰和能够实现分布式测量等优点,因此在大型工程的安全监测、大型设备的火灾报警等领域得到了广泛应用。光纤传感器件的制备越来越受到重视,人们不仅需要传感器具备较高的稳定性,同时对传感器的结构和灵敏度提出了更高的要求。然而新型光纤传感器的研制往往会出现新的问题,首先对于法布里-珀罗(F-P)干涉传感器,由于传统加工技术的局限,性能通常会受到端面平整度和反射率的影响。另外对于光纤光栅(FBG)型镀膜传感器,在光栅包层直接镀膜往往会受到灵敏度较低和膜层易脱落的困扰。在这一背景下本文提出利用飞秒激光对两种不同类型的光纤传感器进行探讨,制备光纤F-P温度传感器和FBG氢气传感器,主要工作分为以下叁个方面:(1)分析了飞秒激光的作用机理,建立了法布里-珀罗温度传感模型和光纤光栅应变模型,为传感器的设计奠定了理论基础。(2)通过飞秒激光对光纤的基础实验,探究了衰减模式、光阑孔径、激光频率等参数对微结构表面质量的影响,总结出不同参数下的加工规律。提出水辅助激光加工的方法,克服了常规空气中加工F-P腔反射率低、表面粗糙的缺点。优化了水中加工的参数,并制备了腔长不同的几种温度传感器探头。针对FBG氢气传感器,利用飞秒激光在光纤包层上加工由直槽结构和螺旋微孔结构组成的复合结构。详细探讨了复合结构的加工工艺和镀膜流程。这种复合结构能够很好地增加传感器灵敏度,膜层与光纤之间的结合力也得到了提升,通过改变直槽能量、直槽个数和微孔螺距,设计了叁组不同参数下的传感器探头。(3)对法布里-珀罗干涉传感器进行温度实验,确定最佳加工参数为能量60mW、持续时间5s、光阑孔径10,证明在水中加工的传感器灵敏度具有明显的优势,在温度为50℃~500℃的区间内,腔长为100μm时的最大灵敏度为11.4pm/℃,是空气中传感器灵敏度的5倍。对光纤光栅氢气传感器的实验表明复合微结构具有较好的增敏特性,对比于单一微结构灵敏度平均有2~4倍的提升,最佳加工参数为直槽个数8、激光能量50mW、螺距60μm。(本文来源于《武汉理工大学》期刊2017-05-01）
赵泳强[6]（2016）在《双频干涉型光纤激光声矢量传感器的指向性特性研究》一文中研究指出矢量水听器通常由具有偶极子指向性的质点振速(加速度)传感器和传统的无指向性的声压传感器复合而成。其中,具有矢量探测能力的质点加速度传感器是核心部件。双频光纤激光器,已被证明可用于实现易解调、结构小巧、易于复用、高灵敏度的光纤传感器,但是截至目前为止,却鲜有报道其矢量探测能力。本论文针对双频干涉型光纤激光传感器开展了以下研究,并取得了一定的成果:第一,根据实验需要制作出总长度为10.5mm的双频光纤激光器。在近场声源的条件下,测试了双频干涉型光纤激光声压传感器的指向性特性。结果显示,在靠近低频时,其指向性更接近全指向性。第二,设计并实现了一种基于双频光纤激光器的加速度传感器,通过限制质量块的横向位移,实现了对加速度的矢量测量。作为光纤声矢量传感器的核心部件,该结构虽然还没有特别优化设计,与普遍使用的标准加速度计(4384V,B&K)相比,在指向性上二者水平相近,具有良好的“8”字形指向性特性,并且在1 kHz以下具有平坦的频率响应特性,灵敏度为39.24kHz/(m/s2)。第叁,在MATLAB上使用MVDR算法对光纤矢量传感器的指向性进行了锐化和目标方位估计的仿真。声矢量传感器的自然指向性是“8”字形,其主波束宽度在90?左右,只能进行粗略的目标估计。经过MVDR算法锐化后的矢量水听器指向性,其主波束宽度约为10?,指向性指数为43.7dB,并且可以区分水平角间距大于20?的两个非相干信号。(本文来源于《暨南大学》期刊2016-06-30）
赵泳强,程凌浩,周峰,梁贻智,金龙[7]（2016）在《双频干涉型光纤激光加速度传感器的指向性特性》一文中研究指出矢量传感器可以共点、同步测量振速、加速度等矢量信息,且具有一定的噪声抑制能力,具有重要的应用价值。铒镱共掺双偏振光纤激光器可用于实现易解调、结构小巧、易于复用、高灵敏度的光纤传感器,且不需复杂的解调方案。针对此类传感器,提出一种加速度传感器结构,通过限制质量块的横向位移,实现了一种双频干涉型光纤激光加速度矢量传感器。除具有双偏振光纤激光器的一系列优点外,该传感器还具有良好的"8"字形指向性,并在1 kHz以下具有平坦的频率响应特性,对后续双频干涉型光纤矢量传感器的研制具有重要的指导意义。(本文来源于《量子电子学报》期刊2016年03期）
陈慧芳[8]（2016）在《基于飞秒激光微加工的光纤传感器制备及其传感特性研究》一文中研究指出光纤传感系统具有灵敏度高、结构精巧、抗电磁干扰、耐腐蚀并能实现分布式测量等优势,在科研、生产、安全等领域的应用日益增加。飞秒激光具有超短的脉冲宽度、超高的峰值功率,从根本上改变了激光加工过程中的光与材料的作用机理,具有精度高、加工材料广泛及真叁维加工等优势,被广泛应用于各种功能器件的加工过程。本论文以飞秒激光加工的光纤微结构传感器为中心内容,从传感机理、模式分析、数值仿真、制作工艺及传感测试等方面展开研究,并对加工光束的优化问题进行了探讨。论文的主要创新性工作包括以下叁个方面：(1)开展了基于微拉锥的光纤内微腔传感技术研究,获得了一种多功能、小体积、高强度、低成本的光纤传感器。理论分析了基于内置微腔的干涉型光纤传感器机理,对双光束干涉公式解析得到传感器的温度、纵向应力及外界折射率传感灵敏度均与模式阶数有关的结论;建模并仿真分析了微腔壁中的传导模式,探讨了传感器在纵向应力及折射率传感时存在红移或蓝移的可能性；实验研究了光纤内置微腔传感器的制作方法,确定了飞秒激光烧蚀-熔接-微拉锥的叁步法制作流程并优化了工艺参数;测试了微拉锥内微腔干涉仪在温度、应力和折射率方面的传感性能,实验获得了与理论研究一致的结果;实现了微拉锥内微腔干涉仪用于温度与应力同时测量;为增强器件对外部折射率的响应进行了微腔壁的减薄处理,实验获得该器件在低折射率区间灵敏度达到4202nm/RIU,较微拉锥微腔传感器提升约100倍。(2)开展了基于选择填充光子晶体光纤的传感技术研究,获得了一种设计灵活、制备可控的弯曲矢量传感器。理论研究了选择填充光子晶体光纤耦合器的传感机理,建模并仿真分析了光子晶体光纤结构参数及填充材料对耦合器传感性能的影响;以正交位置填充不同折射率液的方案,设计了能够实现全空间弯曲矢量测量的传感器;实验研究了以飞秒激光为关键加工手段的选择填充光子晶体光纤耦合器的制备方法;测试了耦合器的弯曲传感特性,在0-10.7m-1曲率范围内获得具方向指示的线性响应,灵敏度达到-1.20nm/m-1,实验结果与理论分析高度统一,为特殊功能传感器的设计和制备提供了可靠的依据。(3)开展了飞秒激光加工光束的优化技术研究,设计了一种能够减小光斑横向尺寸并延长焦深的光瞳滤波器。以矢量衍射方法计算了径向偏振光在聚焦点附近的光强分布;分析了影响光斑尺寸的主要因素并以此为依据设计了连续相位型光瞳滤波器;以横向超分辨因子为优化目标,施特列尔比为约束条件对滤波函数进行了优化,计算结果表明在保持较高能量利用率的同时(S=0.5),获得了更小的聚焦光斑(GT=0.75)。(本文来源于《浙江大学》期刊2016-01-08）
邓旺,周剑英,孙小燕,银恺,罗志[9]（2015）在《D型光纤传感器的飞秒激光加工方法》一文中研究指出基于飞秒激光加工系统中二维CCD观测定位的轮廓线方法加工D型光纤,研究离焦量对飞秒激光轮廓线加工质量的影响。研究结果表明:随着聚焦光斑焦平面从光纤的近物镜端逐渐深入光纤,D型光纤加工面沿光传播方向的轮廓倾斜度会变得越来越大。飞秒激光加工方法能够保证加工的一致性。加工的D型光纤有效长度为200μm,从包层顶端到加工面的加工深度为56.4μm,原子力显微镜测得纤芯附近加工表面粗糙度为129 nm。将加工好的D型光纤用于折射率为1.36~1.42的液体传感,测得其传输损耗随折射率线性增大,此D型光纤传感器的单位折射率的传感灵敏度为37 d B。本文的加工方法在提高效率的同时,能够保证D型光纤的加工精度及传感灵敏度。(本文来源于《中南大学学报(自然科学版)》期刊2015年12期）
朱南南,张骏[10]（2016）在《表面粗糙度激光散射检测的多波长光纤传感器》一文中研究指出材料表面的散射特性和表面粗糙度对产品的性能有十分重要的影响,基于激光散射原理设计了用于检测表面粗糙度和表面散射特性的多波长光纤传感器。光纤传感器的探头采用特殊的几何设计,用650 nm、1 310 nm和1 550 nm激光作为光源,选择2 mm的工作距离作为最佳测量距离,对不同表面粗糙度的样品进行了测试和分析。实验结果表明:同一波长下,随着表面粗糙度的增大,以外磨样品为反射面测得的反射强度减小;同一粗糙度下,入射波长越长,反射强度越大。多波长光纤传感器可以精确地测量表面粗糙度,并能有效地减小系统误差。系统误差分析得到传感器的相对误差范围大约为3.56%~7.43%。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2016年05期）
激光型光纤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：
光纤器件具有比普通的电学器件更多的性能优势,使得光纤器件愈来愈受到广泛的重视。在环境健康的参数检测中,光纤传感器可以有效的探测到环境中的参数变化。光纤Fabry-Perot腔传感器是通过双光束干涉实现传感应用的,当环境中的待测量发生变化时,传感器的腔长或折射率会发生变化,这种变化会使得干涉光谱发生移动,通过解调这种变化就可以监测环境参数。光纤Fabry-Perot腔传感器不仅结构简单、易于封装及价格低廉,而且其具有较高的灵敏度以及灵活的制备方式,使得其受到广泛的关注。本文就光纤传感器的灵敏度放大提出两种新颖的基于Vernier效应的实现传感器灵敏度放大的方案。针对级联腔Vernier传感器制备复杂性以及放大倍率固定不变的问题,本文提出了一种双光路分立式的Vernier效应传感器系统。这种方案主要通过耦合器的两个光路分别输入光纤传感器的光谱和匹配腔的光谱,使得光纤传感器与匹配腔的制备分隔开来。这种方案的Vernier效应使得传感器的制备成功率大幅提高,而且其放大倍率可以更换。光纤Vernier效应传感器的关键就在于放大倍率的提高,这对于传感器的制备提出了很高的要求。本文提出了一种单腔实现的Vernier效应传感器,这种传感器只需要一种辅助的匹配装置以及光谱仪中的计算模块就可以简单的实现。通过记录光纤传感器的光谱,并通过辅助匹配装置进行匹配,当调整至合适的放大光谱,此时就可以记录下匹配腔的干涉光谱,从而通过光谱仪的减法功能实现相减型的Vernier放大效应的光谱。光纤激光超声换能器作为有源主动超声监测中的激发源,在建筑桥梁的结构健康监测中具有重要的地位。目前,对于光纤激光超声换能器的研究都是针对单点超声换能器结构以及所使用的光声材料,而对于多点均衡的超声换能器的研究却严重不足。多点均衡的超声换能器的研究在于合理的光纤耦合机制将光纤纤芯中的光能量耦合出来,这样多点的超声换能器系统更具有工程应用价值。本文通过使用光束传输法对光纤腰椎结构、花生锥结构以及单模-无芯-单模结构的光场传输进行了分析。通过软件仿真,这叁种光纤微加工结构均能有效的将光能量耦合到光纤包层之中,并且这些微结构的耦合比与光纤微加工结构的结构参数有关。通过实验制备相应的光纤超声换能器,并分别对这些超声换能器进行实验激发研究,结果表明,这些超声换能器均能实现较为均衡的多点超声激发。
（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。
激光型光纤传感器论文参考文献
[1].刘子溪,李元鹏,李杰,武创,关柏鸥.基于飞秒激光微孔加工的温度补偿型光纤微流传感器[J].激光与光电子学进展.2019
[2].嵇绍波.高灵敏度光纤传感器和多点光纤激光超声换能器的研究[D].哈尔滨工业大学.2019
[3].周冬梅,许宁,林虹秀.物联网下激光光纤传感器触发节点控制技术[J].激光杂志.2018
[4].王裕波.光纤传感器激光焊接封装及其热压传感特性[D].南昌大学.2017
[5].邹猛.基于飞秒激光加工的微结构光纤传感器件制备[D].武汉理工大学.2017
[6].赵泳强.双频干涉型光纤激光声矢量传感器的指向性特性研究[D].暨南大学.2016
[7].赵泳强,程凌浩,周峰,梁贻智,金龙.双频干涉型光纤激光加速度传感器的指向性特性[J].量子电子学报.2016
[8].陈慧芳.基于飞秒激光微加工的光纤传感器制备及其传感特性研究[D].浙江大学.2016
[9].邓旺,周剑英,孙小燕,银恺,罗志.D型光纤传感器的飞秒激光加工方法[J].中南大学学报(自然科学版).2015
[10].朱南南,张骏.表面粗糙度激光散射检测的多波长光纤传感器[J].红外与激光工程.2016