光纤FP传感器的物理模型分析开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着光纤传感技术的快速发展，光纤法布里-珀罗(fabry-perot,fp)传感器凭借其灵敏度高、抗电磁干扰能力强、结构紧凑等优势，在温度、压力、应变等物理量的测量领域展现出巨大的应用潜力，成为当前光纤传感领域的研究热点之一。

本选题旨在深入研究光纤fp传感器的物理模型，揭示其传感机理，为传感器的设计、优化和应用提供理论指导。

通过建立准确可靠的物理模型，可以深入分析传感器参数与性能之间的关系，为提高传感器的灵敏度、分辨率、稳定性等关键性能指标提供理论依据，推动光纤fp传感技术在各个领域的应用。

2. 本选题国内外研究状况综述

光纤fp传感器作为一种重要的光纤传感技术，近年来受到了国内外学者的广泛关注和深入研究。

国内方面，清华大学、浙江大学、中国科学院等高校和科研机构在光纤fp传感器的理论研究、器件制备和应用开发方面取得了一系列重要成果。

例如，清华大学的学者提出了一种基于飞秒激光微加工技术的全光纤fp传感器制备方法，实现了高精度、高灵敏度的温度和应力测量；浙江大学的研究团队开发了一种基于聚合物光纤fp传感器的生物医学传感系统，成功应用于人体呼吸、心跳等生理信号的监测。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本选题将从光纤fp传感器的基本原理出发，深入分析其物理模型，并研究其在温度、应力传感中的应用。

1. 主要内容

1.深入分析光纤fp传感器的基本原理，包括多光束干涉理论、fp干涉光谱特性等，为建立物理模型奠定基础。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的方法，具体步骤如下：
1.理论分析：深入研究光纤fp传感器的基本原理和传感机理，建立准确可靠的物理模型，并推导传感器关键性能指标的表达式。

2.数值模拟：利用有限元分析软件comsol对所建立的物理模型进行仿真分析，研究温度、应力等物理量变化对传感器光谱特性的影响规律，并优化传感器结构参数。

3.实验验证：搭建实验平台，制备光纤fp传感器样品，并进行温度、应力传感实验，验证理论分析和数值模拟结果的准确性。

5. 研究的创新点

1.建立更加精确的光纤fp传感器物理模型，综合考虑各种因素对传感器性能的影响，提高模型的预测精度。

2.探索新型敏感材料和fp腔结构，提高传感器的灵敏度、分辨率和稳定性。

3.将光纤fp传感器与其他光纤传感技术相结合，开发多参数传感系统，拓展其应用范围。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1. 刘彬, 张鹏, 潘宇, 等. 光纤法珀传感器及其应用研究进展[j]. 传感技术学报, 2022, 35(11): 1685-1696.

2. 孙鹏, 王春华, 程东, 等. 光纤法布里-珀罗传感器研究进展[j]. 激光与红外, 2021, 51(05): 577-588.

3. 陈思佳, 王健, 张文, 等. 光纤法布里-珀罗传感器解调技术研究进展[j]. 中国激光, 2020, 47(02): 61-72.