光纤Mach-Zehnder干涉仪的传感特性及无线传输系统研究
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP212
【部分图文】：
图 1-1 光纤传感过程示意图纤传感器有多种分类方法，其中，根据传感单元的不同分为功能型当光纤既作为传输介质用来传输光又作为传感单元对物理量进行感属于功能型的；当光纤只作为传输介质用来传输光而不作为传感单行感知时，传感器属于非功能型的。根据光调制方法的不同，分为]、相位调制型[15]、和偏振调制型[16]、波长调制型[17]，时间分辨调制化调制型。文所研究的光纤干涉仪属于相位调制型。具有代表性的光纤干涉仪。)光纤 Mach-Zehnder 干涉仪纤 Mach-Zehnder 干涉仪（MZI）基本结构原理图如图 1-2 所示。基束干涉原理。光经过分束器被分成两部分，参考光束和传感光束，传感臂进行传输，然后两束光会通过传感臂和参考臂在另一个耦合根光纤中重新成为一束光，光通过两个臂时由于光程不同而产生相光重新合成一束光时就会产生干涉。这种干涉仪是通过让外界环境
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文现光的分束和合束，微小的错位会使光纤纤芯和包层的横截面之间出现物理上的对接，当光沿着纤芯前进经过错位点时，有部分光耦合进包层中，剩余的光继续沿着纤芯前进，同理在第二个错位处，包层的光重新耦合回纤芯，发生干涉；有通过在熔接处放电使其进行坍塌的方式构成光纤 Mach-Zehnder 干涉仪；有通过将不同种类的光纤熔接[23-24]，利用芯径失配而实现双光束干涉等方法。这种全光纤型 Mach-Zehnder 干涉仪在温度、应变、折射率等物理量测量方面有广泛的应用
图 1-3 光纤 Michelson 干涉仪的结构原理图(3)光纤 Fabry-Pérot 干涉仪在光纤中进行多光束干涉的概念是 Cielo 等人在 1979 年提出的[27]，这个想两年后被 Petuchowski 等人实现。在此之前都是用耦合器进行光纤干涉仪的与合并，这次实现为光纤干涉仪的制作提出了新的思路。光纤 Fabry-Pérot 干涉仪基本结构原理图如图 1-4 所示。干涉原理基于多光涉原理。光纤 Fabry-Pérot 干涉仪的主要结构是一个光纤干涉腔，光纤腔的两面具有一定的反射率，被考虑成两个反射面，当沿着光纤纤芯传播的光到达腔的第一个反射面的时候，光被分成两部分，一部分束发生菲涅尔反射，另分透射进入干涉腔，当这部分光到达第二个反射面时，同样的，部分光被反分光透射，反射光束到达第一个反射面时会有一些光透射回去和第一个反射的反射光发生干涉。实际制作的干涉腔结构的反射面的由于反射率很小，一似为双光束干涉。
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