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基于多模干涉的光纤温度传感器的BPM模拟与实验研究
摘要：
本文研究了基于多模干涉的光纤温度传感器的BPM模拟与实验。我们通过建立BPM模型并进行数值模拟研究了传感器的光学特性与温度响应，同时进行了实验验证。结果表明，该光纤传感器具有较高的灵敏度和稳定性，可用于高精度温度测量。
关键词：光纤传感器，多模干涉，温度响应，数值模拟，实验研究
1引言
光纤传感器是一种应用广泛的传感器类型，其优势在于能够远程实时监测目标参数的变化，同时具有高灵敏度、高分辨率和低失真等优势。其中，多模干涉光纤传感器以其高精度、稳定性和可靠性等特点，被广泛应用于温度、压力、应变等参数的测量。
2光纤传感器基本原理
光纤传感器的基本原理是利用光纤作为传感器的基础元件，通过光纤与目标参数产生的物理量的相互作用，最终将目标参数转化成光信号来实现对目标参数的测量。其中，多模干涉光纤传感器的基本结构如图1所示。
（图1）
当光线通过多模干涉光纤传感器时，由于光在传输过程中的相位差异，部分光会经过干涉而被框选，最终形成输出的光信号。通过检测输出的光信号的强度或相位等信息，可以实现对目标参数的测量。
3基于多模干涉的光纤温度传感器
多模干涉光纤传感器可以作为一种高精度的温度传感器，可用于在工业、制造等领域中对温度进行测量。其基本原理是将温度变化转化为光纤中光路径的长度变化，从而产生与温度变化相关的光信号。
例如，当光线通过多模干涉光纤传感器时，光线会随着温度的变化而产生折射率的变化，从而导致光路的长度和相位差发生变化。通过检测相位差变化所引起的光信号强度的变化，可以计算出温度的变化。
4BPM模拟研究
为了研究多模干涉光纤传感器的光学性能和温度响应，我们建立了一个BPM模型，并通过数值模拟进行了研究。该模型包括了多模光纤、环形腔和外界温度等因素的影响，并模拟了不同温度下光信号的输出。
5实验研究
为了验证BPM模拟的准确性，我们设计和制作了多模干涉光纤传感器，进行了实验研究。实验结果表明，我们制作的传感器表现出了较高的灵敏度和稳定性，且实验结果与数值模拟的结果基本一致。
6结论
本文研究了基于多模干涉的光纤温度传感器的BPM模拟与实验，结果表明该传感器具有较高的灵敏度和稳定性，可用于高精度温度测量。在未来，我们将进一步完善该传感器的设计，实现更高精度的温度测量。