基于预扭制保偏光纤Sagnac环形镜结构的光纤扭转传感器.docx

基于预扭制保偏光纤Sagnac环形镜结构的光纤扭转传感器
基于预扭制保偏光纤Sagnac环形镜结构的光纤扭转传感器
摘要：
光纤传感器已成为现代测量领域中广泛应用的技术，在许多应用中起到了重要作用。本文提出了一种基于预扭制保偏光纤Sagnac环形镜结构的光纤扭转传感器。该传感器主要由预扭制光纤、保偏光纤、Sagnac环形镜和光纤衰减器组成。通过对预扭制光纤的设计和制备，可以使其在扭曲载荷下产生一定的绕组效应，从而实现对扭曲状态的实时监测。保偏光纤的应用可以抑制光纤传感器中光在非线性介质中的偏振衰减效应，提高传感器的灵敏度和稳定性。Sagnac环形镜的引入可以在光纤中形成一个干涉环路，通过测量干涉信号的变化实现对扭转角度的测量。通过实验验证，本文提出的光纤扭转传感器具有高灵敏度和稳定性的特点，可以广泛应用于机械控制、工业自动化和航空航天等领域。
关键词：光纤传感器、扭转传感、预扭制光纤、保偏光纤、Sagnac环形镜
引言：
随着科技的不断发展，传统的测量技术已不能满足人们对测量精度和实时监测的要求。在这种背景下，光纤传感器作为一种新兴的测量技术，得到了广泛的关注和研究。光纤传感器具有体积小、重量轻、响应速度快、抗干扰性强等优势，在工业控制、环境监测、生物医学和航空航天等领域具有广阔的应用前景。
光纤扭转传感器是光纤传感器的一种重要类型，可以测量光纤的扭转角度和扭转速度。目前，已有许多基于不同结构和原理的光纤扭转传感器被提出和研究。然而，由于光纤本身的非线性特性和环境因素的影响，这些传感器在灵敏度、稳定性和可靠性方面仍然存在一定的局限性。
本文提出了一种基于预扭制保偏光纤Sagnac环形镜结构的光纤扭转传感器，以解决现有光纤扭转传感器的问题。该传感器在结构上引入了预扭制光纤、保偏光纤和Sagnac环形镜，通过对光纤的预扭制和保偏来提高传感器的灵敏度和稳定性。同时，Sagnac环形镜的引入可以实现对扭转角度的实时测量。
方法：
本文的光纤扭转传感器主要由预扭制光纤、保偏光纤、Sagnac环形镜和光纤衰减器组成。预扭制光纤通过一定的工艺制备，在光纤内部形成了一定的绕组效应。保偏光纤的引入可以抑制非线性介质中光纤的偏振衰减效应，提高传感器的灵敏度和稳定性。Sagnac环形镜的设计和制备过程可以使光纤中形成一个干涉环路，通过测量干涉信号的变化来实现对扭转角度的测量。
实验：
为验证本文提出的光纤扭转传感器的性能，设计了一组实验。首先，通过激光器和定标装置将激光功率输入到传感器中，利用探测器测量出传感器输出的电压信号。然后，根据光纤扭转传感器的原理，设计了扭转载荷下的实验装置，通过改变扭转载荷来对传感器进行测试。最后，根据实验数据，分析传感器的灵敏度和稳定性，并与传统的光纤扭转传感器进行比较。
结果与讨论：
通过实验数据的分析和对比，可以发现本文提出的光纤扭转传感器具有较高的灵敏度和稳定性。预扭制光纤和保偏光纤的引入可以有效地提高传感器的灵敏度和稳定性，同时Sagnac环形镜的设计可以实现对扭转角度的测量。实验结果表明，本文提出的光纤扭转传感器在实际应用中具有较好的性能和可靠性。
结论：
本文提出了一种基于预扭制保偏光纤Sagnac环形镜结构的光纤扭转传感器。该传感器利用预扭制光纤、保偏光纤和Sagnac环形镜的设计和制备，实现了对光纤扭转角度的实时监测。通过实验证明，本文提出的光纤扭转传感器具有较高的灵敏度和稳定性，可以在机械控制、工业自动化和航空航天等领域广泛应用。