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光纤传感器的分类及其应用原理
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2014-05-19
木易心亘
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工业技术的发展伴随着对结构曲率的测量要求越来越高，目前研究一种直接以工程结构的曲率为被测量的光强调制型光纤曲率传感器。先从普通传感器的结构、发展历程、分类情况对其进行一一论述。而我们研究的传感器是采用弯曲增敏技术提高光纤对弯曲的灵敏度，也就是在弯曲部分对光纤进行锯齿加工并且在其敏感区涂上聚合物；指出弯曲引起光纤敏感区表面散射损耗的改变是导致光传输损耗改变的直接原因；推导出损耗与光纤弯曲半径、表面特性、光纤结构参量关系的数学模型；并利用光学软件仿真出光线在弯曲方向的光纤中分部的不同，在凹侧的发光强度会减弱，在凸侧的发光强度会增加，得出其具有检测弯曲方向性的特点；通过Marcuse理论计算出光纤弯曲半径与光强损耗的关系，在一定的范围内，光纤的弯曲损耗随着弯曲半径的减小而增大。基于弯曲光纤端面上各点孔径角的不相同导致散射损耗的不同这一理论，提出了该传感器的传感原理。该传感器成本低、灵敏度高，适合检测结构的宏弯变形，可用于虚拟现实技术或作为触觉传感器用于机器人避障检测等。
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