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半导体光纤温度传感器的建模、仿真及实验研究

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简介:
本研究聚焦于半导体光纤温度传感器,深入探讨其建模与仿真技术,并结合实际实验进行验证分析。通过理论与实践相结合的方式,旨在提升温度传感精度和可靠性。 光纤温度检测技术是近年来发展的一项新技术,在电绝缘性好、不受电磁干扰及无火花等特点的支持下,它在易燃易爆环境中得到了广泛应用,并因此越来越受到重视。各类光纤温度传感器的发展也非常迅速。 当前研究的光纤温度传感器主要基于相位调制、热辐射探测、荧光衰减、半导体吸收和光纤光栅等原理进行设计。其中,半导体吸收式光纤温度传感器作为一种强度调制的传光型纤维传感器,在具备一般光学传感技术优点的同时,还具有成本低、结构简单以及可靠性高等特点,特别适合用于输电设备及石油井下环境中的温度监测,并在近年来受到了广泛关注。 然而,目前的研究仍然存在一些问题,例如系统模型不够完善、理论基础尚不全面等。这些问题导致了产品化的困难。本段落深入研究了这种传感器,建立了系统的数学模型并通过仿真实验分析了其特性和实际应用中可能遇到的难题。

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    本研究聚焦于半导体光纤温度传感器,深入探讨其建模与仿真技术,并结合实际实验进行验证分析。通过理论与实践相结合的方式,旨在提升温度传感精度和可靠性。 光纤温度检测技术是近年来发展的一项新技术,在电绝缘性好、不受电磁干扰及无火花等特点的支持下,它在易燃易爆环境中得到了广泛应用,并因此越来越受到重视。各类光纤温度传感器的发展也非常迅速。 当前研究的光纤温度传感器主要基于相位调制、热辐射探测、荧光衰减、半导体吸收和光纤光栅等原理进行设计。其中,半导体吸收式光纤温度传感器作为一种强度调制的传光型纤维传感器,在具备一般光学传感技术优点的同时,还具有成本低、结构简单以及可靠性高等特点,特别适合用于输电设备及石油井下环境中的温度监测,并在近年来受到了广泛关注。 然而,目前的研究仍然存在一些问题,例如系统模型不够完善、理论基础尚不全面等。这些问题导致了产品化的困难。本段落深入研究了这种传感器,建立了系统的数学模型并通过仿真实验分析了其特性和实际应用中可能遇到的难题。
  • 关于974 nm耦合
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    本研究聚焦于974nm半导体激光器的光纤耦合技术,旨在提高光束质量和传输效率,探讨优化设计与应用前景。 根据半导体激光器与单模光纤的模式分布特点,采用模式耦合理论研究了两者之间的耦合方式。研究表明,在光纤端面制作楔形微透镜可以实现模场匹配和相位匹配的要求。通过遗传算法优化楔形光纤微透镜参数后发现,当楔角为88°、柱透镜半径为3.44 μm以及耦合距离为6.13 μm时,耦合效率达到最佳值。使用Zemax光学仿真软件对模型进行验证,得出的耦合效率约为88.9%。实验测试表明,在激光点焊及高低温环境测试后,最大耦合效率可达81.36%,满足作为光纤激光器种子源所需的功率要求。实验结果与仿真的差异不大。
  • 基于COMSOL仿子晶SPR:从复现到式分析
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    本研究利用COMSOL仿真软件深入探讨了光子晶体光纤及其表面等离子体共振(SPR)传感器的设计与性能,涵盖模型构建、仿真验证和模式分析。 基于COMSOL光学仿真的光子晶体光纤与SPR传感器研究:从复现到模式分析 本段落通过COMSOL光学仿真对光子晶体光纤(PCF)及表面等离子体共振(SPR)传感器进行了深入探讨,包括一个三芯分束器的偏振特性。文中展示了两个主要图形对比结果:图左为原文中的原始数据,图右则是基于仿真的重现效果。 研究内容涵盖了基于SPR的光纤传感技术和光子晶体光纤偏振分束器的设计与分析,并对这些元件进行了详细的模式分析计算,包括等效折射率、限制损耗、模式色散及有效模面积等方面的数据评估。通过上述仿真技术的应用和理论模型的支持,为相关领域的研究提供了重要的参考依据。 关键词:COMSOL光学仿真;光子晶体光纤;SPR传感器;偏振分束器;模式分析;计算等效折射率;限制损耗;模式色散;有效模面积。
  • 关于位移工作原理仿
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    本研究聚焦于分析和探讨光纤位移传感器的工作机制,并通过计算机仿真技术验证其性能与应用潜力。 本段落分析了一种商用白光干涉光纤位移传感器的结构及工作原理,并在Matlab环境下对其光信号处理过程进行了仿真。通过该仿真研究了传感器与读数器之间的关系,特别是传感器位移如何影响Fizeau干涉仪中的光强分布情况。此外,还探讨了用于解调这种传感器信号的基本算法。最后展望了此类型传感器在未来航空工业领域的应用潜力和发展前景。
  • 关于位移工作原理仿
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    本研究聚焦于分析光纤位移传感器的工作机制,并通过计算机仿真技术探讨其性能优化与应用潜力。 本段落分析了一种商用白光干涉光纤位移传感器的结构与工作原理,并在Matlab环境下对传感器及读数器中的光信号处理过程进行了仿真研究,揭示了传感器位移变化与其内部Fizeau干涉仪中光强分布之间的关系,并探讨了该类传感器信号解调的基本算法。展望其在未来航空工业领域的应用潜力。 光纤传感器相较于传统各类传感器具有许多独特优势:如高灵敏度、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀性好、电绝缘性能优良、防爆安全可靠,以及光路可弯曲等特性;此外还具备结构简单化与体积轻量化的特点。因此,这类新型传感技术正逐渐成为机载光学检测系统的主流发展方向。 加拿大Roctest公司推出了一款商用光纤位移传感器(Fiber-Optic Line),该产品结合了上述优点,在工业应用中展现了广阔的应用前景和性能潜力。
  • 仿
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    本研究聚焦于光纤激光器的设计与优化,通过计算机仿真技术探索其工作原理和性能特性,为新型高效光纤激光器的研发提供理论支持。 关于双向泵浦光纤激光器的数值求解方法以及如何使用MATLAB进行编程的学习资料,适合初学者参考。
  • COMSOL子晶仿(基于SPR原理).zip
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    本资料包提供了一种使用COMSOL软件进行基于表面等离子体共振(SPR)原理的光子晶体光纤传感器仿真的实验教程和资源,适用于科研与教学。 使用COMSOL波动光学模块进行光纤横截面电场磁场分布的练习。模型参数参考了基于表面等离子体共振的高度温度敏感光子晶体光纤的相关文献。弧形边界设置为完美匹配层,其余两个边界分别为完美磁导体和完美电导体。为了减小文件大小,在保存时去除了网格设置和求解器相关配置,在实际求解过程中需要重新添加这些内容。
  • DS18B20仿.rar
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    本资源为《DS18B20温度传感器仿真实验》压缩包,包含针对DS18B20数字温度传感器的基础实验文件与教程,适用于教育和研究。 DS18B20温度计是一种常用的数字温度传感器,具有高精度、易连接等特点,在各种应用场景中广泛使用。它通过单总线接口与微控制器通信,简化了硬件设计,并且能够测量的温度范围广,适用于工业控制和家庭自动化等多种场合。
  • 仿__技术_锁
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    本项目专注于激光光纤仿真的理论与实践研究,涵盖光纤激光器及光纤锁模技术,并深入探索锁模激光器的工作原理和应用潜力。 超快光纤激光器模拟采用NALM锁模方式。
  • 反射膜系参数仿.pdf
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    本文通过计算机仿真技术对半导体激光器中的反射膜系关键参数进行了深入分析和研究,旨在优化器件性能。 本段落档《半导体激光器高反膜系参数的模拟仿真分析.pdf》对半导体激光器中的高反射镜系参数进行了详细的模拟与仿真分析。文档深入探讨了如何通过优化这些参数来提升激光器的工作性能,包括但不限于提高输出功率、改善光束质量以及增强稳定性等方面。