【摘 要】
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随着微波光子技术的提出与迅速发展,使其在各个领域得到了广泛应用。尤其在光纤传感领域展现出了巨大的优势,利用光电振荡器与光纤传感技术组成的光纤传感系统,不仅拥有光纤传感技术体积小、质量轻、抗电磁干扰、抗辐射性好等优点,还具有光电振荡器精度高和解调速率快等优势,使得光纤传感技术在灵敏度和解调速率得到了进一步提升,在实际应用领域也更加广泛和成熟。因此,本文利用基于光电振荡器的光纤传感技术对痕量重金属离子
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随着微波光子技术的提出与迅速发展,使其在各个领域得到了广泛应用。尤其在光纤传感领域展现出了巨大的优势,利用光电振荡器与光纤传感技术组成的光纤传感系统,不仅拥有光纤传感技术体积小、质量轻、抗电磁干扰、抗辐射性好等优点,还具有光电振荡器精度高和解调速率快等优势,使得光纤传感技术在灵敏度和解调速率得到了进一步提升,在实际应用领域也更加广泛和成熟。因此,本文利用基于光电振荡器的光纤传感技术对痕量重金属离子浓度和弱磁场进行了测量,主要内容为:（1）利用时域有限差分法对基于D型光纤的在纤马赫-曾德尔干涉仪（Mach-Zender interferometer,MZI）的结构参数进行了仿真分析,对制作光学性能优良的干涉仪提供了理论指导。在此基础上,制作了基于D型光纤的在纤MZI,并对其折射率响应特性进行了研究。实验结果表明该在纤MZI折射率灵敏度为4.81×10~4nm/RIU。同时。测试了该干涉仪对0μM/L～120μM/L的2+溶液的响应情况,实验结果表明,在光谱仪中无法分辨不同浓度2+溶液所引起的波长漂移量。（2）搭建了基于在纤MZI和单环/双环光电振荡器的痕量重金属离子浓度监测系统,对0μM/L～120μM/L的2+溶液进行了测量。实验结果表明,基于双环光电振荡器的传感系统在灵敏度和稳定性方面优于单环传感系统,其灵敏度和测量误差分别为-13Hz/（μM/L）和1.34μM/L。（3）搭建了基于薄包层光纤布拉格光栅（FBG）和光电振荡器的弱磁场监测系统。实验结果表明,基于双环光电振荡器的弱磁场传感系统的磁场灵敏度为16.3Hz/Oe,分辨率可达0.2Oe。
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