【摘 要】
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近年来,由于特种光纤具有低损耗、低非线性、高带宽等诸多特点,在光纤传感领域备受青睐。其中无芯光纤有折射率分布均匀的光波导结构,空芯光纤相比于普通实芯光纤拥有中空空气芯结构,两者对外界环境的响应更为敏感,因此在传感领域得到了广泛的研究和应用。本文在总结无芯光纤（NCF）和空芯光纤（HCF）传感器国内外研究现状基础上,设计并实现了三种无芯/空芯光纤传感器,并对其温度、折射率、曲率传感特性进行了深入研究
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近年来,由于特种光纤具有低损耗、低非线性、高带宽等诸多特点,在光纤传感领域备受青睐。其中无芯光纤有折射率分布均匀的光波导结构,空芯光纤相比于普通实芯光纤拥有中空空气芯结构,两者对外界环境的响应更为敏感,因此在传感领域得到了广泛的研究和应用。本文在总结无芯光纤（NCF）和空芯光纤（HCF）传感器国内外研究现状基础上,设计并实现了三种无芯/空芯光纤传感器,并对其温度、折射率、曲率传感特性进行了深入研究,具体内容包括:首先,介绍了无芯光纤和空芯光纤的结构参数,并分别对其传输模式进行了仿真,分析了模式干涉的基本原理和无芯/空芯光纤传感器的温度、折射率、曲率传感原理;其次,设计并制备了对称粗锥形无芯光纤传感器,研究了相同粗锥尺寸不同长度的无芯光纤传感器的传输光谱,并分析了其传输模式;搭建了温度、折射率、曲率传感实验平台并进行测量,分析了其温度、折射率、曲率传感特性;再次,设计并制备了对称粗锥形空芯光纤传感器,研究了相同粗锥尺寸不同长度的空芯光纤传感器的传输光谱,并分析了其传输模式,对传感器进行了温度、折射率、曲率测量并分析了其灵敏度与线性度,比较了对称粗锥形无芯/空芯光纤传感器的温度、折射率、曲率传感特性;最后,设计并制备了错位形无芯-空芯-无芯光纤传感器,研究了不同错位量以及不同空芯光纤长度的传感器的传输光谱,对传感器进行温度、折射率、曲率传感实验并分析了其传感特性,比较了三种传感器对于温度、折射率、曲率的响应特性。
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