一、关于光纤传感器测弱磁场的最高分辨率问题（论文文献综述）
黄旭,刘延冰,张金如[1]（1990）在《关于光纤传感器测弱磁场的最高分辨率问题》文中研究说明本文根据实测的数据,采用较严格的分析方法,详细讨论了光纤传感器测弱磁场可达到的最高分辨率问题。
李超[2]（2017）在《新型光纤模式干涉仪传感特性及复合参数测量的研究》文中研究表明光纤传感器是以光波为载体,光纤为媒质的新型传感器。相对于传统的电学传感器,光纤传感器具有抗电磁干扰、耐腐蚀、灵敏度高等优点,已经广泛应用于机械工程、化学工业、石油存储和结构健康监测等领域,近年来一直是国内外研究的热点。光纤模式干涉仪具有结构紧凑、灵敏度高、易于复合参数测量等优点,是光纤传感技术的一个重要研究方向。本论文主要对新型光纤模式干涉仪的传感特性进行研究,主要研究对象为无芯光纤模式干涉仪、多芯光纤模式干涉仪、多模-多芯-多模光纤模式干涉仪,详细研究了新型光纤模式干涉仪的光谱特性,通过实验验证了干涉仪应用不同物理参量的测量。重点研究了新型光纤模式干涉仪不同参数交叉敏感问题,利用光纤光栅传感技术,实现了多种结构新颖的光纤复合参数传感器,分析了复合参数传感器的测量原理和分辨率。利用新型光纤模式干涉仪的传感和滤波特性,实现了多种类型的光纤激光传感器,主要研究内容和创新点如下:（1）实验制作了无芯光纤模式干涉仪,该干涉仪由一段无芯光纤熔接于两段单模光纤之间构成,实验研究了其应变、折射率的传感特性;利用无芯光纤模式干涉仪的折射率敏感特性,将无芯光纤模式干涉仪固定于U型钢尺上实现了基于无芯光纤模式干涉仪的液位传感器;利用无芯光纤的弯曲敏感特性,将无芯光纤固定于铝线上,实现了基于安培力和无芯光纤模式干涉仪的电流传感器。该类型干涉仪具有结构简单、机械性能强的优点。（2）提出了一种多芯光纤模式干涉仪,该干涉仪由一段多芯光纤熔接于两段单模光纤之间构成;该干涉仪具有较好的光谱特性,透射谱最大消光比达到了 23 dB;重点研究了该干涉仪的光谱特性和传感特性,将干涉仪分别应用于应变、温度、折射率、曲率等待测参数的测量,干涉仪对以上待测参数展示了较好的线性特性。提出了一种多模-多芯-多模光纤模式干涉仪,其中多芯光纤两端的多模光纤分别作为模式的分束器和合束器;通过和多芯光纤模式干涉仪的对比可以看到由于多模光纤的接入,干涉仪的光谱特性得到了优化,而光谱的损耗并没有增加;对该干涉仪的传感特性进行了研究,将干涉仪分别应用于应变、温度、折射率等参数的测量。该类型干涉仪具有高消光比、制作简单的优点。（3）提出一个基于非对称单模光纤模式干涉仪的液位传感器,非对称光纤模式干涉仪由细锥和偏芯熔接结构构成,同时利用光纤布拉格光栅（FBG）的温度敏感特性,对该液位传感器进行了温度补偿;当波长的分辨率为10pm,可以得到该传感器的液位和温度分辨率分别为0.15 cm和1.01℃,该传感器制作采用单模光纤,具有制作成本低、操作性强的优点。（4）利用无芯光纤模式干涉仪和FBG的复合结构实现了一个应变和温度传感器,当应变和温度变化时,透射谱损耗峰和FBG的波长都会发生漂移,同时透射谱损耗峰和FBG对应变和温度的灵敏度不同,通过测量透射谱损耗峰和FBG的波长漂移可以实现应变和温度的同时测量,当波长的分辨率为10 pm时,该传感器的应变和温度分辨率分别为8.4με和0.78℃。该传感器具有分辨率高、制作简单的优点,在双参数测量领域具有较大吸引力。（5）利用无芯光纤没有包层对折射率敏感特性,提出了一个基于无芯光纤和磁流体的磁场传感器。将无芯光纤模式干涉仪封装于毛细玻璃管内,毛细玻璃管内注入磁流体,并采用环氧树脂胶密封,当外界磁场强度变化时,无芯光纤的透射谱将会发生漂移,同时在无芯光纤模式干涉仪输出单模光纤写制FBG,利用FBG的温度传感特性,实现磁场测量过程中的温度补偿,当传感器工作于线性范围,且波长的最小分辨率为10 pm时,可以得到该传感器的磁场和温度分辨率分别为1.09 mT和0.84℃。该磁场传感器具有灵敏度高、温度补偿的优点,在磁场测量领域具有广阔应用前景。（6）利用多芯光纤模式干涉仪和FBG复合结构,在一定波长范围内,利用透射谱的两个损耗峰和FBG波长实现了折射率、应变和温度的多参数测量,当波长分辨率为10pm时,该传感器的折射率、应变和温度分辨率分别为0.0004 RIU、11.06με和0.17℃。同时该传感器可以应用于液位、应变和温度的多参数测量,当波长分辨率为10 pm时,该传感器的液位、应变和温度分辨率分别为0.034 cm、11.35με和0.19℃。相对于已有的光纤三参数传感器,该传感器具有消光比高、信息处理简单的优点。（7）根据无芯光纤模式干涉仪、多芯光纤模式干涉仪的传感特性,将无芯光纤模式干涉仪、多芯光纤模式干涉仪,分别作为滤波器应用于光纤环形腔激光器中,实现了光纤激光传感器;当待测参量变化引起光纤模式干涉仪的透射谱发生漂移时,将会导致激光输出波长的变化,因此可以通过测量激光输出波长的变化实现多种待测参量的测量。光纤激光传感器不仅具有光纤传感器的优点,同时具有窄线宽、高功率的优点,在超远距离、高精度测量领域具有独特优势。
张军英[3]（2019）在《新型光纤磁场传感技术研究》文中进行了进一步梳理在油气田勘探测井和生产测井行业中,一般采用磁定位测井来获得准确的磁定位曲线,以此作为测井项目中校准深度的基础资料,对于快速准确定位套管结构、测井设备的位置和检测油套管中的损伤等都具有重要意义。光纤传感器具有尺寸小、灵敏度高、耐腐蚀、易复用、多物理量测量、可工作在井中的恶劣环境和对测量对象无影响等优势,在测井行业中受到极大关注。本论文主要工作是基于微米锥形光纤和包层型光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating,FBG）的传感机理的研究,提出并制作了多种具有磁场方向相关性的光纤磁场传感器,并对这些传感器进行了理论分析和实验研究。论文的主要内容如下:1.综述了光纤磁场传感器分类和研究现状,研究了微米锥形光纤和包层型光纤布拉格光栅的模式耦合特性,Mach-Zehnder干涉型和包层型光纤布拉格光栅的磁场传感器的传感机理,对比分析了几种常见的微米锥形光纤的制作方法。2.提出了一种基于圆柱光学微谐振腔的回音壁模式（Whispering Gallery Mode,WGM）型磁场传感器,并对传感器进行了理论分析和实验研究。实验结果表明,在40-140 Oe磁场强度范围内,该传感器的磁场灵敏度为-0.04 dB/Oe。3.研制了两种Mach-Zehnder干涉型光纤磁场传感器。（1）提出了一种基于微米锥形细芯光纤结合磁流体的磁场传感器,对传感器进行了理论分析和实验研究。利用锥形细芯光纤的纤芯基模和包层模形成干涉,由外界磁场强度改变引起干涉光谱规律性变化的机理,实现了对磁场强度高灵敏测量。实验结果表明,在40-160 Oe磁场强度范围内,该传感器的磁场灵敏度为-0.10 dB/Oe。（2）在锥形少模光纤的锥区利用飞秒激光进行折射率调制形成非圆对称结构,研制了一种具有磁场方向相关性的磁场传感器,给出了一种激发两模光纤中LP11模的方法。LP11模的有效折射率对外界环境折射率变化较敏感,使该传感器的干涉谱对外界磁场响应明显。实验结果表明,在40-120 Oe磁场强度范围内,该传感器的磁场灵敏度可达0.11 dB/Oe,并呈现了显着的磁场方向相关性。传感器的温度响应测试结果表明温度变化对磁场测量引入的误差较小,可以忽略。4.利用飞秒激光器和相位掩模板技术,在多包层光纤（Multi-Clad Fiber,MCLF）的纤芯和包层上同时刻写光纤布拉格光栅,充分激发纤芯基模和包层模,提高耦合效率及稳定性,并与磁性材料有效结合,研制了两种高灵敏的光纤磁场传感器。（1）利用高阶包层模式对折射率变化的敏感特性,结合磁流体实现磁场强度大小和方向相关性测量。实验结果表明,该结构传感器在60-110 Oe磁场范围内,磁场灵敏度高达-0.14dB/Oe;传感器温度灵敏度为12 pm/oC。该结构是一种磁场和温度同时测量的传感器。（2）利用低阶包层模对弯曲的敏感特性,结合PW-080线性磁敏感材料制作的磁场传感器,实现了对磁场强度高灵敏测量,但具体数值需要进一步分析,同时该传感器呈现了显着的磁场方向相关性。本论文的光纤磁场传感器都是基于能量解调的方式,相比于波长解调的传感器提高了传感的稳定性。同时,具有结构紧凑、灵敏度较高、易复用、有方向相关性等优点,对石油测井行业磁场传感检测仪器的研制提供了基础。
董悦[4]（2019）在《基于模式干涉和受激布里渊效应的光纤传感器研究》文中指出传感技术是物联网的核心,其发展水平决定着物联网的发展水平,同时也是衡量一个国家信息化程度、科技创新与发展的重要标志。近年来,光纤传感器在生物化学、医疗、环境检测、军事安防等领域发挥着重要作用,可以利用光纤传感器实现对温度、应力、折射率、液位、磁场等参量单一或同时测量。和传统的电传感器相比,光纤传感器具有结构紧凑、耐腐蚀、耐高温,抗电磁干扰及灵敏度高等优点,其在小型化、智能化的传感网络中具有极大的优势。随着光纤制作技术的进步,基于特种光纤的光纤传感器展现出其优良的性能。本论文结合光纤传感器的高灵敏度、微型化、多参量集成等发展需求,在前人工作的基础上,对基于特种光纤的模式干涉结构传感器和基于受激布里渊散射效应的光纤传感器进行了理论和实验研究。主要研究成果如下:1.实验制作了一种少模D型光纤,对其模式特性进行了分析。研究了外界环境折射率和光纤研磨深度对D型光纤模式有效折射率的影响,为高灵敏度光纤传感器的制作提供途径。提出了一种新型基于D型光纤和布拉格光栅的折射率和温度传感器。结合光纤光栅的温度传感特性,可以通过同时监测模式干涉结构的下陷峰波长和光纤光栅布拉格波长的漂移实现折射率和温度的同时测量。实验结果显示,在折射率测量范围为1.333到1.428时,此结构传感器的折射率灵敏度为-31.79nm/RIU。当光谱仪分辨率为O.01nm时,折射率和温度的测量精度分别为1.4×10-3RIU和1.7℃。2.提出了一种无芯光纤-D型光纤-无芯光纤结构的液位传感器。利用D型光纤中高阶包层模式对外界环境参量变化更加敏感的原理,监测传感结构传输光谱下陷峰波长随D型光纤浸没在待测液体中长度的变化,实现液位的高灵敏度测量。在待测液体折射率分别为1.333、1.355和1.377时,对应的液位灵敏度为191.89pm/mm、208.11pm/mm和213.80pm/mm。进一步实验研究了传感结构的温度特性,在液体折射率为1.333的情况下,温度和液位的交叉敏感系数为-0.128mm/℃。此结构的液位传感器具有结构紧凑、制作简单等优点,适用于高灵敏度的液位测量。3.提出了一种基于D型光纤模式干涉结构和磁流体的磁场传感器。利用磁流体折射率随外界磁场强度改变的特性,传感器的传输光谱发生漂移实现磁场强度的测量。同时监测传输光谱中两个下陷峰波长的漂移,实现对磁场和温度进行同时传感。该传感器的磁场和温度灵敏度实验结果分别为99.68pm/Oe和-77.49pm/℃C。对比了此传感器与已报道的同类型传感器,此结构具有高灵敏度、结构紧凑和成本低廉等优点,有潜力应用于磁场和温度同时传感领域。4.提出了一种基于无芯光纤-单模光纤-保偏光纤-单模光纤-无芯光纤结构的扭转传感器。理论分析了无芯光纤长度对传感结构传输光谱的影响,并进行实验验证。扭转传感实验结果表明此传感结构传输光谱的消光比随光纤扭转角度发生改变。在扭转角度为-240°到360°范围内,扭转灵敏度为0.34dB/（rad/m）。进一步通过监测传输光谱下陷峰的波长漂移实现温度测量,实验得到温度灵敏度为41.89pm/℃。5.提出了一种基于受激布里渊散射的M型折射率分布单模光纤用于温度和应力同时测量。通过仿真计算研究了此光纤中的纵向声学模式,将此光纤与普通单模光纤性质进行对比,计算结果表明此光纤的布里渊增益谱中存在多个布里渊增益峰,分别对应不同阶数的声学模式。进一步研究了此光纤布里渊增益谱中的两阶布里渊增益峰对温度和应力的响应特性,温度和应力的测量精度分别为0.47℃和12.3με。
汪成程[5]（2020）在《新型光子晶体光纤结构设计及磁场传感特性研究》文中研究表明近年来,光纤由其独特的优势,价格便宜、响应速度快、抗干扰能力强、可弯曲、稳定性高等在传感、通讯领域受到广泛的关注。其中光子晶体光纤内部独特的气孔排布可使其具有高双折射、低损耗、低色散、设计灵活等特性,在光纤传感及光纤通讯研究中备受关注。光纤传感领域中,光子晶体光纤利用内置气孔优势,愈来愈多光子晶体传感器件已被研究制作出来。如:湿度传感器、应力传感器、温度传感器、折射率传感器等。随后各种新型材料与光纤的结合更是为光纤传感打开了多样化测量的大门。特别是磁流体,由于其独特的磁光特性和液体相态,极易与光纤结合被用于作为光纤磁场测量的热门介质材料。在光纤通信方面,面对当前信息通讯大容量、高速率的时代要求,微型化、高性能、低损耗的光子晶体光纤逐步成为了时下热点研究课题,拓宽了光纤传输器件的应用范围。本文将从传感和通讯两个方面对基于光子晶体各项特性研究和讨论,具体研究内容包括如下:首先对光子晶体进行简单介绍,初步认识光子晶体研究背景、分类、应用及国内外研究现状,了解光子晶体传输模式理论及研究方法。其次,设计新型光子晶体并对其在太赫兹波段传输特性进行研究,采用有限元数值分析法进行仿真,分析了有效模态面积、纤芯孔隙度对有效材料损失、限制损耗、功率分布分数等传输特性的影响。结果表明,在单模传输范围0.5 THz～0.85 THz内,通过在光纤上引入渐近矩形阵列气孔和椭圆空穴,实现了零色散、0.0532高双折射、有效材料损失为0.1157/cm,限制损耗低至1.47×10-44 dB/cm。此研究可用于制造极化THz波导、滤波器等,对新一代太赫兹波导实现长距离、高性能传输的研究具有重要意义。最后,通过光子晶体与磁流体外覆结合,制造了一种基于磁流包覆与间歇式冷却拉锥透射式全光纤高灵敏磁场传感器,拉锥过程采用间歇式停顿冷却技术,可更加便捷获得高质量干涉谱,减缓光子晶体光纤空气孔塌缩,制作工艺简单,具有可操纵性强,灵敏度高,损耗小等优势,实现了高灵敏磁场环境实时在线检测,并对传感器的变温影响进行了讨论。实验结果表明,PCF拉锥长度5.5 mm,腰椎直径75 um时,具有良好干涉光谱,0-78 Oe磁场范围内,灵敏度达95 pm/Oe,线性拟合度为98.31%。
张传彪[6]（2020）在《基于多芯光纤的新型光纤传感器研究及应用》文中认为随着光纤传感器在当今社会中的作用越来越重要,不断提高光纤传感器的性能已经成为一种必然趋势。多芯光纤由于其具有特殊的结构,往往可以实现较好的传感性能,而且还能满足特殊的传感需求。本博士论文依托国家自然科学基金,对新型多芯光纤微结构的制作和多芯光纤传感器的应用进行了深入研究。论文的主要研究工作与创新点总结如下:1.采用全固态的双芯光纤制作了一种新型T-型锥结构的马赫-曾德尔干涉仪,该传感器的制作过程简单,适合用于微型传感应用。利用商用熔接机在双芯光纤和单模光纤之间制作了新型的T-型锥,由于双芯光纤中存在光束的多路干涉,可以利用这种模式干涉实现传感参量的测量。分别研究了传感器不同峰值处的折射率、应变和温度响应特性。对于折射率测量,在1.3388到1.3908的折射率变化范围内,折射率每变化1%就有2.4 nm的最大波长漂移。对于应变测量,该传感器最大的应变灵敏度为4.61 pm/με。而且,该传感器的温度稳定性较好,在30°C到80°C的温度变化范围内,温度灵敏度为0.002 nm/°C,这将有利于实现折射率和应变更精确的测量应用。2.研制了一种基于双芯光纤的微型光纤应变传感器,并进行了实验验证。在T-型锥结构光纤传感器基础之上,利用切割刀在双芯光纤结构中间进行切割,把其中一段双芯光纤旋转90°后重新熔接,制作的新型光纤传感器获得了优化的干涉光谱。这是针对双芯光纤的特殊结构,提出一种改进传感器性能的技术方法。实验结果表明,改进后的传感器结构具有更好的应变传感灵敏度,不同应变条件下,波长灵敏度和强度灵敏度分别为6.11 pm/με和9.9×10-3 d B/με,传感器的温度稳定性也较好,变化的温度对应的波长灵敏度约为0.69 pm/°C,强度灵敏度约为0.0053d B/°C。此外,提出的这种制作新型T-型锥的技术,可重复性强,为不同类型多芯光纤微结构的制作提供了有效途径。3.研制了一种基于四芯光纤的新型折射率传感器,四芯光纤中有一个熔锥结构,这种熔锥结构有效增强了光纤传感器中的模式干涉。在实验中,分析了不同光纤参数对传感器性能的影响,发现熔锥结构对于传感器的折射率传感灵敏度有明显增强作用。通过测试,获得传感器的最大折射率传感灵敏度为171.2 nm/RIU,对应的折射率分辨率为2.92×10-4 RIU。此外,通过减小锥结构的尺寸,可以提高传感器的灵敏度,从而满足更多的应用场景,如高灵敏度的化学传感或生物传感。4.提出了一种基于腐蚀双芯光纤的紧凑型折射率传感器,腐蚀双芯光纤是将光纤浸入到氢氟酸水溶液中进行包层的腐蚀而成。数值仿真表明,只有包层模式与周围环境有较强的相互作用,且较高的包层模式对外部介质更敏感。在实验中,对传感器不同的损耗峰值处的折射率响应特性进行研究,并在1.3388～1.3981的折射率范围内,折射率每变化1%,获得最大的波长漂移为3.51 nm。对传感器的温度特性进行研究,发现该传感器的具有较低的折射率-温度交叉灵敏度,约为1.06×10-6 RIU/°C。实验结果表明,腐蚀双芯光纤对提高传感器的折射率灵敏度具有重要作用,这将为设计和优化折射率传感器的传感特性提供了有益的参考。在后续研究项目中将进一步探索这种情况,并将涉及更多类型的多芯光纤。该传感器制作简单,具有较低的温度交叉灵敏度,在生物化学领域具有良好的应用前景。5.设计了一种新型的光纤传感器,传感头是由一小段双芯光纤熔接在两段多模光纤中间制作而成。当光束从单模光纤传输到多模光纤中时,会激发出多种高阶模式,这些高阶模式会继续传输到双芯光纤中,这会增强传感器结构中的模式干涉,有助于提高传感器的传感性能。通过实验测试,获得最大的折射率灵敏度为125.5 nm/RIU,应变灵敏度为3.11 pm/με。在30°C到90°C的温度变化范围内,波长漂移量为0.76 nm,温度灵敏度为13.36 pm/°C。研制的传感器在波长漂移的拟合上均表现出良好的线性特性。6.提出并用实验验证了一种由七芯光纤和少模光纤组成的微型光纤温度传感器。在少模光纤部分,少量模式被激发出来并继续在七芯光纤中传输。该传感器中的干涉较强,并获得最高为27 d B的消光比。实验研究了该传感器的温度响应特性,在25°C到110°C的温度范围内,传感器的温度灵敏度为91.8 pm/°C。对传感器的快速傅里叶变换后的频谱响应进行了研究,随着温度变化,该传感器频率振幅相应的灵敏度为1.57×10-2 a.u./°C。由于该传感器的制作过程简单方便,具有良好的传感应用前景。7.研制了一种基于双芯光纤的新型法布里-珀罗干涉仪,并通过实验验证了其可用于微位移的传感探测。将传感器安装在位移平台上,随着反射光纤在不同方向移动,可以通过测试不同的反射光谱,获得干涉仪的变化情况,实现传感测量。在实验中,我们获得了在X-轴、Y-轴和Z-轴方向上的不同位移灵敏度,当传感器在Y-轴方向位移时,传感器获得了最大的传感灵敏度为0.954 nm/μm,对应的位移分辨率为0.052μm。利用传感器在不同位移方向上传感灵敏度的差异性,该传感器具有实现多维度微位移传感的应用潜力。8.制作了一种基于七芯光纤的新型温度传感器。利用硅橡胶把两段七芯光纤封装在玻璃毛细管中组成F-P腔结构,并以此作为传感头。在实验中,详细分析了不同腔长状态下的反射光谱,并利用这种特性实现传感探测。通过实验数据的分析,得到了获得了传感器的温度传感特性。9.提出了一种获取多芯光纤几何参数的图像处理方法。根据多芯光纤的特点,利用Matlab对多芯光纤的截面图进行处理,该算法主要包括以下步骤:滤除图像噪声、边缘检测、使用适当的阈值进行边界提取和改进的曲线拟合算法重建截面。然后,得到了以像素为单位的多芯光纤的相对几何参数。对不同的边缘检测算子进行了比较,分析了各种检测结果,为边缘检测提供了有意义的参考。结合数字图像处理技术自动化分析光纤参数将是一种重要的前沿趋势,这对于多芯光纤设计和分析具有重要价值。
陈斌[7]（2020）在《面向高温超导磁体失超检测技术研究及相关实验》文中研究表明高温超导（HTS）材料作为下一代聚变装置CFETRCS线圈材料的选择之一,具备高临界特性优势,是高场磁体的最佳选择。失超检测技术研究作为新型磁体研制过程中的关键课题,是磁体系统安全运行的前提保障。本文从HTS的失超传播机理研究出发,在现有技术无法满足HTS磁体安全探测的基础上,探索新型失超检测技术;建立HTS磁体前期研制阶段的带材、电缆到线圈的多尺度结合的失超传播模型;同时针对磁体提出模型设计方案,设计相关超导带材失超探测平台并完成大量实验,完成新技术校验与模型可行性分析;结合新型失超检测技术,提出了面向HTS磁体的失超检测系统,为保障未来大型HTS磁体安全运行提供科学经验。本论文主要内容与创新点概括如下:基于HTS带材失超机理研究,开展面向HTS磁体的失超传播特征参数分析,与传统低温超导（LTS）失超特性相比,突出了 HTS磁体失超检测技术的难点与重要性。开展了基于光频域反射（OFDR）的分布式光纤传感技术（DOFS）的新型失超检测研究,利用瑞利散射信号的相干特性,实现HTS磁体的失超检测。该技术可实现mm级实时可调的空间分辨率,通过低温实验,得到分布式光纤超低温（4.2K）的定标曲线,提出基于正常区域长度（Lmpz）的失超逻辑判别算法,并详细分析该技术用于HTS失超特性探测的可行性。基于OFDR技术系统性的完成了 HTS电流引线样品、带材级双饼线圈技术校验与CORC结构缆失超传播实验,对比传统失超检测方法（VTs）具有明显优势:能够准确捕捉到正常区域的发展边界与热点定位,可提前探测到热点特性变化,实现失超空间连续性的分布式测量,完全避免电磁噪声,实现光纤嵌入式的布线,能够应对复杂磁体结构,探索光纤结构可直接植入磁体绝缘材料中,进一步验证新型检测技术可以用于HTS磁体的失超信号检测,对HTS磁体失超检测意义重大。国内首次联合开发了 ReBCO CORC结构电缆的三维多物理场耦合动态失超模型:详细分析了接头电阻对带材间的分流特性影响,以及不同热脉冲下的失超特性,经过样品实验校验模型可靠性,为CORC结构的HTS磁体失超检测技术研究提供理论分析模型,对HTS电缆未来能运用到聚变磁体上做了大量的工作,并对其后续的性能评估和安全运行提供了有效的新手段,具有重要作用。基于实验平台建立了 ReBCO双饼线圈三维失超模型,对平台内部样品线圈开展模拟分析,实现了稳态耦合场分析及热脉冲下的非绝缘ReBCO双饼线圈的失超特性研究。最后,借鉴LTS成熟失超检测经验,融合新型失超检测技术,结合失超模型分析,采用主失超检测与辅助检测并行的方法,提出面向HTS磁体的失超检测系统设计。
薛志英[8]（2001）在《光纤微弱磁场传感器技术》文中指出磁场测量技术已经在工业、农业、国防，以及生物、医学、宇航等各个部门获得重要应用。本论文概述了国内外光纤微弱磁场传感器的发展与研究现状。介绍了非晶态合金的磁致伸缩原理，导出了磁场、应力、测量方向任意时碰致伸缩与磁场的计算公式，并经试验证实。设计并建立了基于马赫—然得干涉仪的光纤微弱磁场传感器系统，对马赫—然得干涉仪、磁致伸缩换能器、高频调制与最小理论可测磁场进行了理论分析；讨论了峰—峰值法测量磁场的原理及应用范围；分析了误差来源。通过对系统的深入分析研究，创造性地提出用三点法来处理信号，并用Borland C++ Builder5.0编制了一可运行于windows环境下的程序，用来实现三点法的自动测量，使系统的响应时间缩短，测量动态范围扩大，并分析了三点法的优缺点。创新性地提出用遗传算法来拟合传感器输出信号，以达到探测磁场的目的，为了能够对各种典型情况下传感器输出信号的模拟仿真，笔者编制了一程序，通过很多次试验，证实了把遗传算法应用到光纤弱磁检测中是可行的。 本文所作研究对将来系统的实用化打下了一定的理论基础，具有重要的参考价值。
谢一进[9]（2020）在《基于金刚石氮-空位色心系综的磁测量方法研究》文中进行了进一步梳理磁是自然界中的一种基本物理属性,也是描述各种物质特征的重要物理量。同测量光、力、热、电等物理量类似,磁测量也是人类社会发展过程中一种不可或缺的技术。从古时候的司南到近代的高斯计以及现代的量子磁力计,磁测量工具被各个时代的人们用于认识并改造世界。量子精密测量技术作为不同于经典体系的测量技术,利用了量子系统对环境的敏感性来实现精密测量。利用量子力学原理,量子精密测量技术有望突破经典测量的极限,在灵敏度等指标上有较大的优势。事实上,目前基于量子力学原理的精密磁测量已经在多种量子体系中得到发展,例如超导量子干涉仪、原子/光泵浦磁力计与基于氮-空位色心的磁力计等。同时这些磁力计都已经成为磁测量领域的重要工具。氮-空位色心是金刚石中的一种点缺陷。由于其拥有的优异特性,自2008年多位学者详细阐述了其应用前景后,基于氮-空位色心的磁测量领域开始迅猛发展。然而,相比于单氮-空位色心在生物领域的广泛应用,针对系综氮-空位色心的研究仍相对较少。本论文对系综氮-空位色心的磁测量方法展开研究,针对低频磁场测量的目标,分别研究了连续波稳态磁测量方法与结合磁通聚集器的复合磁测量方法。其中,利用连续波稳态磁测量方法,实现了 146kHz的探测带宽以及138μHz的频率分辨率的低频磁测量技术。利用结合磁通聚集器的复合磁测量方法,实现了195 fT/Hz1/2的低频灵敏度指标。这个灵敏度高于现有基于系综氮-空位色心的其他磁测量研究工作。此外,在前述方法的研究基础之上,我们还开展了针对系综氮-空位色心磁力计的集成化工作,最终完成了首台磁力计样机的制造。本论文的内容将围绕所做的工作展开介绍,主要包括以下部分:1.基于系综氮-空位色心的磁测量原理以及实验平台搭建2.基于系综氮-空位色心实现的稳态磁测量方法3.基于系综氮-空位色心实现的复合磁测量方法4.系综氮-空位色心磁力计的集成化工作
杜阳[10]（2016）在《基于OFDR的分布式光纤多参量传感方法研究》文中指出基于瑞利散射的光频域反射技术（Optical Frequency Domain Reflectometry,OFDR）是分布式光纤测量与传感技术中的新型方法,其在与传统光时域传感技术（Optical Time Domain Reflectometry,OTDR）相比较时,具有着高动态范围,高灵敏度和更高空间分辨率的优势。但是光频域反射技术目前在更多参量传感性能,光纤测试距离,长距离光纤测量时的空间分辨率,以及在长距离被测光纤下的传感性能等方面仍存在一定不足,制约了其更广泛应用的展开。本文针对光频域反射技术中目前存在的问题,从光频域反射技术的几个重点问题开始,包括相位噪声、光源的非线性调谐、系统采样误差、瑞利散射光谱传感机理等方面,提出基于光频域反射技术进行更多参量的传感方法,提出提高长距离光纤测量空间分辨率的方法,同时提出可用于长距离光纤下的传感方法,并完成理论分析和实验验证。本文的主要工作如下:1、从可调谐光源的非线性调谐效应对光频域反射信号的影响出发,提出了优化去斜滤波方法用于对可调谐激光器的非线性调谐效应进行补偿。补偿后使得长距离光纤测量信号的幅值和反射点的空间分辨率都得以提高,80km处的反射峰幅值较未补偿前提高20.5dB,80km处反射点的空间分辨率为80cm,与未补偿信号比较提高187倍。2、提出了一种基于OFDR瑞利散射光谱分析的分布式长距离光纤扰动传感方法,在提出的方法中先对光频域反射信号进行优化去斜滤波方法的处理,再通过对光频域信号瑞利散射光谱的互相关分析,从而解调出扰动信号的位置和幅值信息。该方法光纤的被测长度达到40km,对扰动点的定位误差在11.6m-23.2m之间,并且实现了多点的扰动传感。3、从光纤中的瑞利散射机理和基于光纤中瑞利散射光谱进行传感的原理出发,建立基于OFDR进行低温传感的实验系统,提出了基于OFDR用于单模光纤中瑞利散射光谱频移的低温环境（温度在77K下）的温度传感方法。实现在被测环境温度在76K时,最小可测的温度变化量为0.34K,有效传感分辨率为48cm。4、提出了一种基于OFDR结合磁致伸缩材料进行光纤分布式磁场和电流传感的方法。选用磁致伸缩材料Fe-Co-V软磁合金的薄板作为传感介质材料,在该软磁合金表面贴合封装单模光纤,通过在OFDR中利用瑞利散射光谱漂移来测量耦合在单模光纤上的应变变化,实现对施加在磁致伸缩材料上的磁场以及用于产生磁场的电流变化的测量。提出的方法实现测量磁场变化范围从0-143.3mT。最小可测的磁感应强度为5.3mT,最小可测的电流变化为0.3A,参量有效传感分辨率为14cm。另外,我们利用该传感方法分别实现多点磁场和多点电流的同时探测,以此来印证该方法进行分布式磁场和电流传感的有效性。
二、关于光纤传感器测弱磁场的最高分辨率问题（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、关于光纤传感器测弱磁场的最高分辨率问题（论文提纲范文）
（2）新型光纤模式干涉仪传感特性及复合参数测量的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光纤传感器的概述和研究热点 |
| 1.3 模式干涉型光纤传感器的研究现状 |
| 1.3.1 单模光纤模式干涉型传感器的研究现状 |
| 1.3.2 特殊光纤模式干涉型传感器的研究现状 |
| 1.4 光纤复合参数传感器的研究现状 |
| 1.4.1 同构结构光纤复合参数传感器的研究现状 |
| 1.4.2 异构结构光纤复合参数传感器的研究现状 |
| 1.5 本论文的结构安排 |
| 2 基于模式干涉的光纤传感器理论分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光纤模式理论 |
| 2.3 模式干涉型光纤传感器的原理 |
| 2.3.1 应变传感原理 |
| 2.3.2 温度传感原理 |
| 2.3.3 折射率传感原理 |
| 2.4 光纤复合参数传感器的原理及误差分析 |
| 2.4.1 光纤复合参数传感器的原理 |
| 2.4.2 光纤复合参数传感器的误差分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 新型光纤模式干涉仪的传感特性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 无芯光纤模式干涉仪的传感特性分析 |
| 3.2.1 应变传感特性分析 |
| 3.2.2 折射率传感特性分析 |
| 3.2.3 液位传感特性分析 |
| 3.2.4 基于无芯光纤模式干涉仪的电流传感器 |
| 3.3 多芯光纤模式干涉仪的传感特性分析 |
| 3.3.1 应变传感特性分析 |
| 3.3.2 温度传感特性分析 |
| 3.3.3 折射率传感特性分析 |
| 3.3.4 曲率传感特性分析 |
| 3.3.5 液位传感特性分析 |
| 3.4 多模-多芯-多模光纤模式干涉仪的传感特性分析 |
| 3.4.1 应变传感特性分析 |
| 3.4.2 温度传感特性分析 |
| 3.4.3 折射率传感特性分析 |
| 3.4.4 曲率传感特性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于FBG、光纤模式干涉仪的复合参数测量 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于FBG、非对称单模光纤模式干涉仪的双参数测量 |
| 4.2.1 光纤光栅制作 |
| 4.2.2 液位和温度双参数测量 |
| 4.3 基于FBG、无芯光纤模式干涉仪的双参数测量 |
| 4.3.1 应变和温度双参数测量 |
| 4.3.2 磁场和温度双参数测量 |
| 4.4 基于FBG、多芯光纤模式干涉仪的多参数测量 |
| 4.4.1 折射率、应变和温度多参数测量 |
| 4.4.2 液位、应变和温度多参数测量 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于新型光纤模式干涉仪的环形腔光纤激光传感器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于无芯光纤模式干涉仪的环形腔光纤激光传感器 |
| 5.3 基于多芯光纤模式干涉仪的环形腔光纤激光传感器 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本论文的主要研究内容与创新点 |
| 6.2 下一步拟进行的研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（3）新型光纤磁场传感技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 光纤传感技术 |
| 1.2.1 光纤传感器基本原理和特点 |
| 1.2.2 光纤传感器的分类 |
| 1.3 光纤磁场传感技术 |
| 1.3.1 磁场传感器概述 |
| 1.3.2 光纤磁场传感器类型 |
| 1.3.3 基于磁流体光纤磁场传感器研究现状 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 论文结构 |
| 第二章 微米锥形光纤和光纤布拉格光栅传感理论 |
| 2.1 锥形光纤传输理论 |
| 2.1.1 锥形光纤的光线理论 |
| 2.1.2 锥形光纤的波动理论 |
| 2.1.3 锥形光纤传输相关参数和功率分布 |
| 2.2 锥形光纤磁场传感器传感原理 |
| 2.2.1 回音壁模式型光纤磁场传感器传感原理 |
| 2.2.2 Mach-Zehnder干涉型磁场传感器传感原理 |
| 2.3 光纤布拉格光栅传感原理 |
| 2.3.1 光纤布拉格光栅耦合模理论 |
| 2.3.2 倾斜光栅耦合模理论 |
| 2.3.3 光纤布拉格光栅传感理论 |
| 2.3.4 光纤布拉格光栅刻写技术 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于回音壁模式的光纤磁场传感器 |
| 3.1 磁流体概述 |
| 3.1.1 磁流体的成分 |
| 3.1.2 磁流体光学特性 |
| 3.2 回音壁模式型磁场传感器的理论分析和制作 |
| 3.2.1 理论分析 |
| 3.2.2 锥形光纤的制备工艺 |
| 3.2.3 传感器的制作 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于锥形细芯光纤磁场传感器 |
| 4.1 基于Mach-Zehnder干涉的光纤磁场传感器 |
| 4.1.1 传感器的制作 |
| 4.1.2 理论分析 |
| 4.2 实验结果与讨论 |
| 4.2.1 磁场传感实验 |
| 4.2.2 温度传感实验 |
| 4.2.3 磁场和温度交叉灵敏问题 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 基于锥形少模光纤磁场传感器 |
| 5.1 传感器的传感原理和制作 |
| 5.1.1 传感器的制作 |
| 5.1.2 传感器的传感原理 |
| 5.2 实验结果和讨论 |
| 5.2.1 磁场传感实验 |
| 5.2.2 温度传感实验 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 包层型光纤光栅磁场传感器 |
| 6.1 基于高阶包层模的传感器制作及传感原理 |
| 6.1.1 传感器的制作 |
| 6.1.2 传感器传感原理 |
| 6.1.3 磁场测量实验 |
| 6.1.4 温度测量实验 |
| 6.2 基于低阶包层模的传感器制作及传感原理 |
| 6.2.1 传感器的制作 |
| 6.2.2 传感器传感原理 |
| 6.2.3 磁场测量实验 |
| 6.3 本章小节 |
| 第七章 总结和展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 作者简介 |
（4）基于模式干涉和受激布里渊效应的光纤传感器研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光纤传感器概述 |
| 1.2.1 光纤传感器中光纤结构 |
| 1.2.2 光纤传感器的分类及研究热点 |
| 1.3 模式干涉型光纤传感器的研究进展 |
| 1.3.1 基于单模光纤的模式干涉型传感器研究现状 |
| 1.3.2 基于特种光纤的模式干涉型传感器研究现状 |
| 1.4 基于布里渊散射效应的光纤传感器研究进展 |
| 1.4.1 基于单模光纤布里渊散射效应的光纤传感器 |
| 1.4.2 基于特种光纤布里渊散射效应的光纤传感器 |
| 1.5 本论文的主要研究内容与成果 |
| 2 模式干涉型光纤传感器和光纤光栅传感器工作原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光纤的模式理论 |
| 2.3 模式干涉型光纤传感器工作原理 |
| 2.3.1 温度传感原理 |
| 2.3.2 折射率传感原理 |
| 2.3.3 液位和磁场传感原理 |
| 2.4 光纤光栅传感器工作原理 |
| 2.4.1 光纤光栅理论分析 |
| 2.4.2 光纤光栅的温度传感特性 |
| 2.5 光纤传感器双参量测量原理及误差分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 基于D型光纤的模式干涉型传感器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 D型光纤的制作和性质 |
| 3.2.1 D型光纤的制作 |
| 3.2.2 D型光纤的性质 |
| 3.3 基于D型光纤的折射率传感器 |
| 3.3.1 传感器理论分析和仿真 |
| 3.3.2 传感器的制作与折射率实验 |
| 3.3.3 基于腐蚀D型光纤的折射率传感实验研究 |
| 3.4 基于无芯光纤-D型光纤-无芯光纤结构的传感器 |
| 3.4.1 模式干涉理论分析 |
| 3.4.2 液位传感器结构设计与实验分析 |
| 3.4.3 磁场传感器结构设计与实验分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于保偏光纤和无芯光纤的MZI传感器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于无芯光纤-单模光纤-无芯光纤结构工作原理 |
| 4.2.1 无芯光纤的自映像效应 |
| 4.2.2 光谱特性分析 |
| 4.3 基于无芯光纤-单模光纤-无芯光纤结构的传感器 |
| 4.3.1 应力传感特性分析 |
| 4.3.2 温度传感特性分析 |
| 4.3.3 PD-CSC结构的扭转传感特性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于受激布里渊散射效应的光纤传感器研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 光纤中受激布里渊散射效应与传感原理 |
| 5.2.1 光纤中受激布里渊散射理论 |
| 5.2.2 光纤中受激布里渊散射传感原理 |
| 5.3 基于M型光纤布里渊散射效应的传感器 |
| 5.3.1 M-SMF中的纵向声学模式 |
| 5.3.2 M-SMF的温度和应力传感特性 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本论文工作总结 |
| 6.2 下一步拟进行的工作 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（5）新型光子晶体光纤结构设计及磁场传感特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1.绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 光子晶体光纤 |
| 1.3 光子晶体导光机制 |
| 1.3.1 全内反射型光子晶体光纤 |
| 1.3.2 光子带隙型光子晶体光纤 |
| 1.4 国内外光子晶体传感研究概况 |
| 1.5 光子晶体通信传输简介 |
| 1.6 本文工作内容安排 |
| 2.光子晶体光纤结构设计方法及传感应用 |
| 2.1 光子晶体光纤结构特性 |
| 2.2 光子晶体光纤设计方法 |
| 2.2.1 有限元法 |
| 2.2.2 时域有限差分法 |
| 2.2.3 平面波展开法 |
| 2.3 传感应用 |
| 2.4 本章小结 |
| 3.渐近式太赫兹多孔光子晶体光纤模式特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 太赫兹波 |
| 3.2.1 太赫兹波导 |
| 3.2.2 太赫兹波应用 |
| 3.3 Topas共聚物简介 |
| 3.4 渐进式光子晶体光纤结构设计 |
| 3.5 有限元仿真步骤 |
| 3.6 仿真研究结果分析 |
| 3.6.1 高双折射率 |
| 3.6.2 有效模态面积 |
| 3.6.3 色散 |
| 3.6.4 传输损耗 |
| 3.6.5 模态功率分布 |
| 3.7 本章小结 |
| 4.基于磁流包覆冷却拉锥全光纤磁场传感器特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 磁流体简介 |
| 4.2.1 磁流体组成 |
| 4.2.2 磁流体光学特性 |
| 4.3 磁流体光纤填充技术 |
| 4.3.1 选择性填充技术 |
| 4.3.2 外界包覆技术 |
| 4.3.3 外创型内孔填充技术 |
| 4.4 传感原理 |
| 4.5 传感装置及制备 |
| 4.6 结果分析与讨论 |
| 4.7 本章小结 |
| 5.全文总结及今后展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（6）基于多芯光纤的新型光纤传感器研究及应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 多芯光纤的研究背景和意义 |
| 1.3 多芯光纤传感器的研究现状和前沿 |
| 1.3.1 光纤传感器的研究背景 |
| 1.3.2 多芯光纤传感器的研究现状 |
| 1.3.3 多芯光纤传感器的研究前沿 |
| 1.4 本论文的内容安排 |
| 2 光纤传感器的理论分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光纤的电磁场理论 |
| 2.3 光纤的模式理论 |
| 2.4 光纤的物理敏感性 |
| 2.4.1 光纤对轴向应变的物理敏感性 |
| 2.4.2 光纤对温度的物理敏感性 |
| 2.4.3 光纤对折射率的物理敏感性 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 熔锥结构的多芯光纤传感器研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于T-型锥的双芯光纤传感器研究及其传感应用 |
| 3.2.1 基于T-型锥的新型光纤传感器的制作 |
| 3.2.2 传感器的性能研究 |
| 3.2.3 传感器性能的改进研究 |
| 3.3 基于四芯光纤的熔锥型光纤传感器研究及其传感应用 |
| 3.3.1 光纤传感器的制作 |
| 3.3.2 传感器的性能研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 混合结构的多芯光纤传感器研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于双芯光纤腐蚀结构的光纤传感器研究及其传感应用 |
| 4.2.1 新型光纤传感器结构的分析和制作 |
| 4.2.2 传感器的性能研究 |
| 4.3 基于双芯光纤混合结构的光纤传感器研究及其传感应用 |
| 4.3.1 新型光纤传感器结构的制作 |
| 4.3.2 传感器的性能研究 |
| 4.4 基于七芯光纤混合结构的光纤传感器研究及其传感应用 |
| 4.4.1 新型光纤传感器结构的制作 |
| 4.4.2 传感器的性能研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 F-P腔结构的多芯光纤传感器研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于双芯光纤的F-P腔结构的光纤传感器研究及其传感应用 |
| 5.2.1 新型光纤传感器结构的制作 |
| 5.2.2 传感器的性能研究 |
| 5.3 基于七芯光纤的F-P腔结构的光纤传感器研究及其传感应用 |
| 5.3.1 新型光纤传感器结构的制作 |
| 5.3.2 传感器的性能研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 多芯光纤几何参数的数字图像处理方法研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 利用数字图像处理技术获取多芯光纤几何参数 |
| 6.3 数字图像处理的优化分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 论文的主要研究工作与创新点总结 |
| 7.2 下一步的研究计划与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（7）面向高温超导磁体失超检测技术研究及相关实验（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 聚变装置超导磁体系统 |
| 1.2 高温超导磁体 |
| 1.3 HTS磁体失超解释 |
| 1.4 国内外HTS磁体失超研究进展 |
| 1.4.1 HTS失超检测技术相关研究现状 |
| 1.4.2 HTS失超模型研究进展 |
| 1.5 论文意义及研究内容 |
| 第二章 带材级失超检测特性及新型失超检测技术研究 |
| 2.1 HTS带材失超检测特性 |
| 2.1.1 ReBCO带材失超机理 |
| 2.1.2 ReBCO涂层导体失超传播特性 |
| 2.1.3 表征HTS失超特性关键物理量 |
| 2.1.4 热点温度信号探测方案 |
| 2.2 基于分布式光纤的失超检测技术 |
| 2.2.1 分布式光纤失超检测原理 |
| 2.2.2 系统总体设计 |
| 2.3 光纤低温探测技术研究 |
| 2.3.1 低温定标实验 |
| 2.3.2 液氦温区失超探测可行性分析 |
| 2.4 新型失超检测技术相关验证实验 |
| 2.4.1 HTS电流引线样品验证实验 |
| 2.4.2 绝缘型Bi-2223双饼线圈失超实验 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 ReBCO CORC缆失超特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 ReBCO CORC电缆结构 |
| 3.3 ReBCO CORC电缆三维多场耦合失超模型 |
| 3.3.1 等效模型设计 |
| 3.3.2 多物理耦合模型建立 |
| 3.3.3 CORC缆失超模拟结果分析 |
| 3.4 基于OFDR技术的CORC电缆样品失超实验 |
| 3.4.1 实验设计 |
| 3.4.2 模型校验 |
| 3.4.3 基于OFDR技术的失超传播分析 |
| 3.4.4 讨论与总结 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 ReBCO双饼线圈失超特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 ReBCO双饼线圈结构 |
| 4.3 双饼线圈失超实验平台搭建 |
| 4.3.1 平台总体结构 |
| 4.3.2 二元电流引线设计及研制 |
| 4.3.3 失超平台控温系统设计 |
| 4.3.4 失超探测回路设计 |
| 4.4 ReBCO双饼线圈三维失超模型研究 |
| 4.4.1 建模过程 |
| 4.4.2 模型仿真结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 HTS磁体失超检测系统设计方案 |
| 5.1 HTS磁体结构设计 |
| 5.2 整体设计方案 |
| 5.3 失超模拟方案 |
| 5.3.1 失超传播模型设计 |
| 5.3.2 失超风险预测 |
| 5.4 HTS磁体失超检测系统设计 |
| 5.4.1 磁体系统失超检测技术 |
| 5.4.2 基于OFDR技术的失超判别算法 |
| 5.4.3 失超信号综合处理系统 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其它研究成果 |
（8）光纤微弱磁场传感器技术（论文提纲范文）
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光纤磁场传感器的发展及研究现状 |
| 1.1.1 基于Fabry-Perot干涉仪的光纤磁场传感器 |
| 1.1.2 基于Mach-Zehnder干涉仪的光纤磁场传感器 |
| 1.1.3 基于Michelson干涉仪的光纤磁场传感器 |
| 1.2 光纤弱磁场传感器所面临的问题 |
| 1.3 本文的主要工作及安排 |
| 第二章 磁致伸缩及其测量 |
| 2.1 磁致伸缩 |
| 2.1.1 相干旋转模型 |
| 2.2.2 应力对磁致伸缩的影响 |
| 2.2.3 磁场沿任意方向时的磁致伸缩公式 |
| 2.2 磁致伸缩的测量 |
| 2.2.1 测量原理 |
| 2.2.2 磁致伸缩的测量 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 光纤微弱磁场传感器 |
| 3.1 系统组成 |
| 3.2 理论分析 |
| 3.2.1 光纤Mach-Zehnder干涉仪 |
| 3.2.2 磁致伸缩换能器 |
| 3.2.3 高频调制 |
| 3.2.4 理论最小可测磁场 |
| 3.3 峰—峰值法信号检测 |
| 3.3.1 输出信号特点 |
| 3.3.2 测量原理 |
| 3.3.3 检测电路 |
| 3.3.4 信号处理 |
| 3.4 误差分析 |
| 3.4.1 系统误差 |
| 3.4.2 随机误差 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 三点法光纤微弱磁场传感器信号处理 |
| 4.1 原理 |
| 4.1.1 系统组成 |
| 4.1.2 信号分析 |
| 4.2 程序编制 |
| 4.2.1 程序流程 |
| 4.2.2 程序制作 |
| 4.2.3 程序应用 |
| 4.3 测量结果 |
| 4.4 存在问题 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 遗传算法及其在光纤弱磁检测中的应用 |
| 5.1 遗传算法简介 |
| 5.1.1 遗传算法框架 |
| 5.1.2 交配、变异及选择 |
| 5.2 遗传算法在光纤微弱磁场传感器中的应用 |
| 5.2.1 遗传算法模拟求解程序流程 |
| 5.2.2 程序功能 |
| 5.2.3 程序运行结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 结束语 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录一 |
| 附录二 |
| 附录三 |
（9）基于金刚石氮-空位色心系综的磁测量方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 磁测量的历史背景 |
| 1.3 磁测量技术及其应用 |
| 1.3.1 地磁测绘 |
| 1.3.2 地磁导航 |
| 1.3.3 生物磁学成像 |
| 1.3.4 工业无损检测 |
| 1.3.5 小结 |
| 1.4 现有基于量子体系的磁测量技术 |
| 1.4.1 超导量子干涉仪 |
| 1.4.2 原子/光泵浦磁力计 |
| 1.4.3 氮-空位色心磁力计 |
| 1.4.4 其他 |
| 1.5 基于系综氮-空位色心的磁测量技术的前沿进展 |
| 第2章 氮-空位色心背景介绍 |
| 2.1 氮-空位色心介绍 |
| 2.2 氮-空位色心的荧光光谱 |
| 2.3 氮-空位色心的相干控制 |
| 2.4 氮-空位色心的基本参数 |
| 2.4.1 自旋-晶格弛豫时间T_1 |
| 2.4.2 自旋-自旋弛豫时间T_2 |
| 2.4.3 非均匀自旋弛豫时间T_2~* |
| 2.5 系综氮-空位色心金刚石样品 |
| 第3章 系综氮-空位色心的磁测量原理及系统架构 |
| 3.1 基于系综氮-空位色心的磁测量原理 |
| 3.1.1 连续波方法 |
| 3.1.2 脉冲方法 |
| 3.2 基于连续波方法的磁测量灵敏度及其相关参数 |
| 3.2.1 激光泵浦速率Γ_P与微波操控场强度Ω_R |
| 3.2.2 物理场不均匀性 |
| 3.2.3 调制频率f_m与调制幅度A_m |
| 3.2.4 激光偏振角θ_L |
| 3.2.5 夹角系数α |
| 3.2.6 有效传感自旋数N_(eff) |
| 3.2.7 荧光收集效率ε_f |
| 3.2.8 非均匀自旋弛豫时间T_2~* |
| 3.2.9 系统噪声δS |
| 3.2.10 小结 |
| 3.3 系综氮-空位色心实验平台的系统架构 |
| 3.3.1 连续波方案系统架构 |
| 3.3.2 脉冲方案系统架构 |
| 3.4 磁测量实验平台所需电子学装置的研制 |
| 3.4.1 任意序列发生器 |
| 3.4.2 任意波形发生器 |
| 3.4.3 集成化控制与读出系统 |
| 3.5 基于系综氮-空位色心的光探测磁共振实验平台搭建 |
| 3.5.1 光学系统的搭建 |
| 3.5.2 微波系统与读出系统的搭建 |
| 3.5.3 样品装载台的搭建 |
| 3.5.4 实验平台控制软件的开发 |
| 3.5.5 脉冲实验测试示例 |
| 3.6 脉冲磁测量方法的实验尝试 |
| 第4章 基于系综氮-空位色心的连续波稳态磁测量方法 |
| 4.1 连续波稳态磁测量方法原理 |
| 4.2 连续波稳态实验硬件框架 |
| 4.3 连续波稳态磁测量方法实验结果 |
| 4.3.1 时域磁场测量结果 |
| 4.3.2 系统带宽测试结果 |
| 4.3.3 灵敏度与动态范围测试结果 |
| 4.4 连续波稳态磁测量方法的潜力与展望 |
| 第5章 基于系综氮-空位色心与磁通聚集器的复合磁测量方法 |
| 5.1 复合磁测量方法原理 |
| 5.1.1 磁通聚集 |
| 5.1.2 系综氮-空位色心结合磁通聚集方法 |
| 5.2 复合磁测量方法的实验硬件框架 |
| 5.2.1 磁通聚集器的设计 |
| 5.2.2 实验系统框架 |
| 5.3 复合磁测量方法的实验结果 |
| 5.3.1 磁通聚集器放大倍数测试 |
| 5.3.2 复合磁力计灵敏度测试 |
| 5.4 复合磁测量方法的潜力与展望 |
| 第6章 集成化系综氮-空位色心磁力计的研制 |
| 6.1 集成化磁力计系统架构 |
| 6.2 集成化磁力计光学系统 |
| 6.3 集成化磁力计微波系统 |
| 6.4 集成化磁力计读出系统 |
| 6.5 集成化磁力计探头 |
| 6.6 集成化磁力计整机 |
| 6.7 集成化工作小结 |
| 第7章 系综氮-空位色心磁力计未来的发展方向与前景 |
| 7.1 灵敏度优化展望 |
| 7.2 集成化工作展望 |
| 7.3 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 补充材料 |
| A.1 激光偏振角度对样品连续波谱的影响 |
| A.2 角度系数α与磁场-主轴夹角以及外磁场强度的关系 |
| A.3 锁相放大器的解调原理 |
| A.4 样品温度与激光功率的关系 |
| A.5 特定场景下的灵敏度评估及讨论 |
| A.5.1 接近一般配置情形的散粒噪声极限灵敏度估计 |
| A.5.2 激光全反射增加光程情形的散粒噪声极限灵敏度估计 |
| A.5.3 优化样品提高T_2~*情形的散粒噪声极限灵敏度估计 |
| A.5.4 小结 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（10）基于OFDR的分布式光纤多参量传感方法研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 分布式光纤传感技术概述 |
| 1.2 基于瑞利散射的分布式光纤传感技术 |
| 1.2.1 基于瑞利散射的传统光时域反射技术 |
| 1.2.2 基于瑞利散射的相干（或相位敏感）光时域反射技术 |
| 1.2.3 基于瑞利散射的偏振光时域反射技术 |
| 1.2.4 基于瑞利散射的光频域反射技术 |
| 1.3 光频域反射技术研究现状 |
| 1.4 论文的研究意义及主要研究内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 第二章 光频域反射技术的基本理论 |
| 2.1 光频域反射技术的理论模型 |
| 2.1.1 光频域反射技术的基本原理结构 |
| 2.1.2 光频域反射技术的信号模型 |
| 2.2 光频域反射技术的相位噪声模型 |
| 2.3 光频域反射技术中的激光器非线性调谐效应 |
| 2.3.1 典型OFDR结构的系统误差分析 |
| 2.3.2 几种常见的OFDR中激光器非线性效应的补偿方法 |
| 2.4 基于优化去斜滤波的激光器非线性效应补偿方法 |
| 2.4.1 优化去斜滤波的非线性补偿原理 |
| 2.4.2 优化去斜滤波法的长距离光纤非线性补偿验证 |
| 2.5 基于OFDR的系统仪器化设计 |
| 2.5.1 基于OFDR传感系统仪器化总体设计 |
| 2.5.2 基于OFDR传感系统模块化设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于OFDR瑞利散射光谱分析的分布式长距离光纤扰动传感方法 |
| 3.1 基于瑞利散射光谱分析的分布式扰动传感的基本原理和方法 |
| 3.1.1 扰动传感基本原理 |
| 3.1.2 扰动传感基本方法 |
| 3.2 扰动传感的实验验证 |
| 3.2.1 扰动传感实验系统 |
| 3.2.2 扰动事件测量 |
| 3.2.3 90km扰动传感的初步实验 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于OFDR瑞利散射光谱的低温传感方法 |
| 4.1 基于OFDR瑞利散射光谱低温传感的基本原理 |
| 4.1.1 光纤中的背向瑞利散射 |
| 4.1.2 瑞利散射光谱低温传感的基本原理 |
| 4.2 基于OFDR瑞利散射光谱低温传感的实验验证与分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 基于OFDR瑞利散射光谱结合磁致伸缩材料的磁场和电流传感方法 |
| 5.1 基于OFDR结合磁致伸缩材料的磁场传感方法 |
| 5.1.1 基于OFDR结合磁致伸缩材料的磁场传感原理 |
| 5.1.2 基于Ansys和Maxwell对磁致伸缩材料磁场和力场的模拟 |
| 5.1.3 基于OFDR磁场传感的实验验证与分析 |
| 5.2 基于OFDR结合磁致伸缩材料的电流传感 |
| 5.2.1 基于OFDR结合磁致伸缩材料的电流传感原理 |
| 5.2.2 基于OFDR电流传感的实验验证与分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和科研情况说明 |
| 致谢 |
四、关于光纤传感器测弱磁场的最高分辨率问题（论文参考文献）
- [1]关于光纤传感器测弱磁场的最高分辨率问题[J]. 黄旭,刘延冰,张金如. 中国激光, 1990(01)
- [2]新型光纤模式干涉仪传感特性及复合参数测量的研究[D]. 李超. 北京交通大学, 2017(09)
- [3]新型光纤磁场传感技术研究[D]. 张军英. 西北大学, 2019(04)
- [4]基于模式干涉和受激布里渊效应的光纤传感器研究[D]. 董悦. 北京交通大学, 2019(01)
- [5]新型光子晶体光纤结构设计及磁场传感特性研究[D]. 汪成程. 浙江师范大学, 2020(01)
- [6]基于多芯光纤的新型光纤传感器研究及应用[D]. 张传彪. 北京交通大学, 2020(03)
- [7]面向高温超导磁体失超检测技术研究及相关实验[D]. 陈斌. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [8]光纤微弱磁场传感器技术[D]. 薛志英. 电子科技大学, 2001(01)
- [9]基于金刚石氮-空位色心系综的磁测量方法研究[D]. 谢一进. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [10]基于OFDR的分布式光纤多参量传感方法研究[D]. 杜阳. 天津大学, 2016(11)