● 摘要
辐照并高温充分退火后的光纤对特定波段的辐射致衰减（RIA）具有很强的温度依赖性。已有研究表明光纤辐射致衰减随温度的变化具有单调稳定的温度特性。基于这个发现，本文提出了一种基于辐照光纤损耗特性的新型光纤温度传感机制，把光纤辐射致衰减及其温度依赖性这个劣势转化为温度传感的优势。这种光纤温度传感器的线性度与光纤辐射致衰减温度特性的线性度相一致，因此本文针对光纤辐射致衰减温度特性展开了如下研究：
通过对辐照并充分退火后的光纤进行温度测试实验，以研究光纤掺杂、测试波长、辐射剂量以及光功率等方面对光纤辐射致衰减温度特性的线性度和灵敏度的影响。结果表明光纤掺杂、测试波长和光纤辐射剂量是影响光纤辐射致衰减温度特性的线性度和灵敏度的主要因素。Ge/P掺杂光纤的灵敏度和线性度明显优于其他掺杂光纤，在850nm波段的光纤RIA的温度灵敏度和线性度要远远优于1310nm波段，也可以通过增加辐射剂量改善光纤RIA温度特性的线性度和灵敏度。而一定范围内的传输光功率对线性度和灵敏度无显著影响。在上述理论分析和实验研究的基础上，本文选取了辐照剂量为10000Gy的850nmGe/P掺杂光纤作为敏感光纤搭建温度传感系统，并采用分段线性插值法对光纤温度传感器的非线性误差进行补偿。
最后设计了基于光纤辐射致衰减温度依赖性的温度传感器系统。且对其进行温度循环实验和数据分析，验证了基于光纤辐射致衰减温度特性的温度传感器的可行性。