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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

光纤传感器随着光通信的发展而发展，光纤传感器相比于传统传感器具有显著优点，如抗电磁干扰能力强，灵敏度高，成本低，易于操作等。随着经济和社会的飞速发展，工程质量问题和环境污染已成为制约和谐社会建设的重要因素。开发新型的监测用传感器，已成为现今科研工作的研究重点。由于光纤传感技术的优点，目前光纤传感已经被广泛应用于各种传感领域，比如温度、磁场、折射率等。

目前光纤布拉格光栅 (fbg) 、长周期光纤光栅(lpg) 和基于干涉原理的光纤系统等已经被广泛应用于温度领域。对于温度传感领域，光纤光栅的温度灵敏度相对比较低，同时光纤光栅其较大的弯曲敏感限制了系统的灵活性。光纤干涉型传感器也广泛应用于温度传感，包括光纤michelson、fabry-pertot(f-p)、mach-zehnder (m-z)干涉仪等，光纤干涉型温度传感器是利用外界温度变化调制光纤中光波相位来进行传感，属于相位调制型传感器。其中，光纤m-z干涉仪是一种最具代表性的光纤干涉仪类型，具有一般光纤传感器的优点外，还具有插入损耗低，制作简单、结构紧凑、成本低廉等优点。目前各种光纤m-z干涉仪结构被广泛应用于温度传感领域，但是目前光纤m-z干涉仪的温度传感灵敏度受限于光纤材料较低的热光系统，结构改变基本无法进一步提高光纤m-z干涉仪的温度传感灵敏度。

为进一步提高光纤m-z干涉仪的温度传感灵敏度，本文提出基于温度增敏材料，设计高温度灵敏度光纤m-z干涉仪传感器。通过将温度比较灵敏的光学材料覆盖或者涂覆在光纤m-z干涉仪的表面，这样可以导致光纤m-z干涉仪包层模式对温度非常灵敏，从而提高光纤型m-z干涉仪温度传感的灵敏度。这种基于增敏材料的光纤m-z干涉仪具有高温度灵敏度、制作简易、应用方便等优点，可适用于各种高灵敏度温度传感中。

国内外研究现状

光纤干涉仪是利用光纤作为相位调制元件，构成干涉仪。当被测场参量对光纤产生作用时，将引起光纤中传输的相位变化，主要时由光纤应变所引起的光程差变化。目前光纤干涉仪传感器已广泛用于很多传感领域，比如温度^[1-3]、折射率^[4-5]、应变^[6-8]等。光纤m-z干涉仪在干涉仪类型中最具代表性，它被广泛应用于光纤传感领域。追述其发展历程，随着光纤传感技术和微加工技术的成熟，研究工作人员对光纤m-z干涉仪传感器的制作方法进行了大量的探索和研究工作，设计了一系列集成化、微型化和智能化^[9-10]的m-z干涉仪传感器。

2. 研究的基本内容

由于光沿着光纤传输时的损耗比电沿着电缆传输时传输损耗低得多，所以光纤被广泛地用作长距离的传输工具。同时，光纤传感与传统的电子传感器相比，有着体积小、结构灵活、抗电磁干扰、灵敏度高等优点，光纤传感已然成研究热点。本文主要研究基于增敏材料来提高光纤m-z干涉仪温度传感灵敏度，内容如下：

1.研究增敏材料提高光纤m-z干涉仪温度传感灵敏度传感机理；

2. 研制基于增敏材料的光纤m-z干涉仪传感结构；

3. 实施方案、进度安排及预期效果

2018.12-2019.1：相关文献的调研分析；

2019.1-2019.2：研究增敏材料提高光纤m-z干涉仪传感灵敏度的机理；

2019.2-2019.3：学习剥光纤、切光纤、熔接光纤等实验技能，实验制作增敏材料型光纤m-z干涉仪，实验研究其温度传感特性；

4. 参考文献

[1] yang r,yu y s, zhu c c, et al. pdms-coated s-tapered fiber for highly sensitivemeasurements of transverse load and temperature[j]. ieee sensors journal, 2015,15(6): 3429-3435.

[2] choi h y,park k s, park s j, et al. miniature fiber-optic high temperature sensor basedon a hybrid structured fabry-perot interferometer[j]. optics letters, 2008, 33(21):2455-2457.

[3] lu p, menl, sooley k, et al. tapered fiber mach-zehnder interferometer for simultaneousmeasurement of refractive index and temperature[j]. applied physics letters,2009, 94(13): 131110.