基于干涉原理的光纤传感特性研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

光纤传感技术作为一种新兴的传感技术，近年来在物理量测量领域展现出巨大潜力。

与传统传感器相比，光纤传感器具备灵敏度高、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀、体积小、重量轻等显著优势，能够满足复杂环境下的测量需求，因此在结构健康监测、环境监测、生物医疗等领域得到广泛应用。

本选题研究基于干涉原理的光纤传感特性，旨在深入探索干涉型光纤传感器的设计方法、性能优化策略以及应用拓展，为相关领域的研究和应用提供理论依据和技术支持。

2. 本选题国内外研究状况综述

光纤传感技术自20世纪70年代诞生以来，经历了快速发展，特别是干涉型光纤传感器，以其高灵敏度、抗电磁干扰等优势，成为研究热点。

近年来，国内外学者在干涉型光纤传感器的理论研究、技术开发和应用探索等方面取得了一系列重要成果。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本研究将围绕基于干涉原理的光纤传感特性展开深入研究，主要内容包括以下几个方面：
1.干涉型光纤传感机理研究：深入分析不同类型干涉结构（例如迈克尔逊干涉仪、萨格纳克干涉仪、法布里-珀罗干涉仪等）的工作原理，建立光纤传感器的数学模型，分析传感器结构参数、材料特性对传感器性能的影响，为传感器设计提供理论依据。

2.传感器设计与性能优化：设计新型干涉型光纤传感器结构，优化传感器参数，例如光纤长度、干涉臂长度比、光纤材料等，以提高传感器的灵敏度、分辨率和测量范围等关键性能指标。

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研究方法，逐步推进研究工作。

首先，进行文献调研，了解国内外光纤传感技术和干涉型光纤传感器的最新研究进展，为本研究提供理论基础和技术参考。

其次，开展理论分析，建立基于干涉原理的光纤传感器数学模型，分析传感器结构参数、材料特性对传感器性能的影响，为传感器设计提供理论指导。

5. 研究的创新点

本研究预期取得以下创新成果：
1.提出一种新型干涉型光纤传感器结构设计，例如，引入微纳结构、新型材料或改进现有干涉结构，以提高传感器的灵敏度、分辨率或测量范围。

2.开发一种高效稳定的信号解调算法，例如，利用机器学习、深度学习等人工智能算法提高信号处理效率和精度，或提出新的信号解调方案以降低系统成本和复杂度。

3.将干涉型光纤传感器应用于新的领域，例如，探索其在生物医疗、航空航天、海洋探测等领域的应用，并针对特定应用场景进行传感器设计和系统优化。

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.郭威. 基于迈克尔逊干涉仪的光纤温度传感器研究[d]. 西安:西安理工大学,2018.

2.张宇. 基于光纤迈克尔逊干涉技术的微振动传感特性研究[d]. 哈尔滨:哈尔滨工业大学,2021.

3.王磊. 基于保偏光纤的法布里-珀罗干涉型折射率传感器研究[d]. 北京:北京交通大学,2017.