1、光纖傳感技術(shù)是二十世紀(jì)七十年代中期發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，是光、電子技術(shù)的新結(jié)晶。它已普遍用于各種物理量的測(cè)量，具有其它傳感技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)、軍事、醫(yī)學(xué)及科學(xué)技術(shù)的測(cè)量中有巨大的應(yīng)用潛力，在未來(lái)的科技領(lǐng)域中占有越來(lái)越重要的地位。本文對(duì)大跨度物體形變雙頻激光光纖測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了深入和廣泛的研究，內(nèi)容涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，有較大的難度和深度。其主要研究?jī)?nèi)容介紹如下： 第一，介紹了光纖傳感器的基本原理、發(fā)展情況、國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和今后的

2、發(fā)展方向：并對(duì)與光纖傳感技術(shù)有關(guān)的新技術(shù)做了詳細(xì)的介紹。 第二，對(duì)于本傳感系統(tǒng)的重要材料一偏振保持光纖進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析和研究。先從射線理論出發(fā)，分析了光纖的集光能力，光在光纖中傳播時(shí)的各種損耗，這種方法直觀、簡(jiǎn)單。然后用模式理論來(lái)更精確地討論電磁波在介質(zhì)中的傳播問(wèn)題。其中針對(duì)實(shí)驗(yàn)中用到的梯度光纖，采用弱導(dǎo)光纖近似進(jìn)行了分析，詳細(xì)地討論了光的極化特性，偏振態(tài)的變化情況，保偏光纖的保偏特性等。 第三，對(duì)光纖傳感器中使用的

3、各類光源的特性進(jìn)行了詳細(xì)的分析，通過(guò)比較，選擇了氦氖激光器作為實(shí)驗(yàn)用光源。著重討論了氦氖激光器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理以及塞曼效應(yīng)、頻率牽引和穩(wěn)頻原理等等。介紹了光探測(cè)器的工作原理、工作特性以及實(shí)驗(yàn)中使用的GDB一423型光電倍增管主要技術(shù)參數(shù)。 第四，詳細(xì)介紹了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的各個(gè)部分。首先討論了相互垂直的線偏振光以及怎樣獲得。然后討論了實(shí)驗(yàn)中光與光纖的耦合問(wèn)題。介紹了各種光纖耦合器的特點(diǎn)以及實(shí)驗(yàn)中用到的光纖耦合器的制作和操作要點(diǎn)。詳

4、細(xì)討論了光纖作為敏感元件的傳感機(jī)理。對(duì)實(shí)驗(yàn)中用到的外差技術(shù)做了詳細(xì)討論。介紹了整個(gè)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)情況。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)方案中提出的光纖中光的相位與光纖長(zhǎng)度變化間的線性關(guān)系，這是進(jìn)行整個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。完成了光纖探頭的設(shè)計(jì)和制作。對(duì)實(shí)驗(yàn)中遇到的一些技術(shù)問(wèn)題(光纖粘合，溫度補(bǔ)償?shù)?進(jìn)行了恰當(dāng)?shù)奶幚?。討論完各個(gè)環(huán)節(jié)以后，對(duì)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。利用所設(shè)計(jì)的測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量，得出了結(jié)果。 總之，在本工作中，首次提出并設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)方案，獨(dú)立

5、研制了探頭和光纖耦合器，完成了實(shí)驗(yàn)測(cè)試工作，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析一致性好。說(shuō)明理論分析正確，實(shí)驗(yàn)方案可行，具有很好的實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值。 光纖傳感器在許多領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用，目前，已有用于大壩形變測(cè)量的光纖傳感器的報(bào)道，但屬于強(qiáng)度調(diào)制，而非相位調(diào)制，而相位調(diào)制有更高的精度和靈敏度。利用相位調(diào)制設(shè)計(jì)的大跨度物體形變光纖測(cè)量系統(tǒng)還未見(jiàn)有關(guān)報(bào)道，具有創(chuàng)新意義。將模式理論用于單模保偏光纖的傳輸和傳感原理的分析，并進(jìn)行了一些近似處理，使其更