基于光纖多模干涉和倏逝場效應的折射率傳感器研究.pdf

1、折射率傳感器在生物醫(yī)藥、化學化工以及國防軍事等領域有著重要的應用，目前的化學分析類折射率傳感器往往存在著分析周期長，依賴精密大型分析儀器等問題。光纖折射率傳感器由于具有結構簡單便攜、響應速度快、靈敏度較高、抗電磁干擾等優(yōu)點在近些年得到了迅猛的發(fā)展。本文對設計的光纖傳感器的相關多模干涉理論和倏逝場效應等機理進行了詳細介紹，對單模-多模-單模（SMS,singlemode-multimode-sigle mode)光纖傳感器結構內部傳輸光場

2、利用RSOFT軟件進行仿真模擬，最后以基于多模干涉理論的單模-無芯-單模光纖結構以及分段式倏逝場效應光纖傳感器為研究對象，探討了其在折射率傳感領域的應用潛力。
　　本文主要工作敘述如下：
　　1.對設計的折射率光纖傳感器的相關多模干涉理論和倏逝場效應等機理進行了詳細介紹，通過理論推導得到了諧振波長以及透射深度的表達式，為后續(xù)傳感器的應用研究提供研究基礎。
　　2.采用BPM數(shù)值模擬方法，計算了單模-多模-單模光纖內部光

3、場的傳輸情況。分析了不同入射光波長下，輸出透射譜的變化規(guī)律。模擬了SMS結構內部傳輸光場分布，發(fā)現(xiàn)輸入光波長的變化會影響到自映像周期的改變。
　　3.設計一種基于單模-多模-單模光纖結構折射率液傳感器，實驗結果與理論結果相吻合。在SMS光纖結構中，使用的多模光纖采用的是無芯光纖，避免了處理包層時的不確定性，傳感器靈敏度可以達到460 nm/RIU。
　　4.設計出一種分段式倏逝波光纖傳感器，搭建實驗系統(tǒng)并對折射率進行測量，結