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1. 研究目的与意义（文献综述）
光纤传感技术是一种以光波作为载波，光纤作为敏感单元并传输光信号的新型传感技术[1]。光纤中传输的光受到外界待检测信号的影响导致光的特征参量发生改变，再通过光电转换装置解调就能够获得待测信息的变化。光纤凭借着本身固有特性包括抗电磁干扰、传输损耗低、抗腐蚀、带宽大等优势在近年来激起了广大研究者的兴趣并被利用到开发一系列光纤传感器，包括温度传感器、压力传感器、振动传感器、应变传感器等等[2]。而光纤干涉仪作为光纤传感器中的一个大类，凭借着其体积小、灵敏度高、集成度高等优势更是越来越受到了学者们的关注。根据光的干涉形式可以将常见的干涉型光纤传感器分为光纤法布里-珀罗(fabry-perot, f-p)干涉仪、光纤马赫-曾德尔(mach-zehnder, m-z)干涉仪、光纤sagnac干涉仪、光纤迈克尔逊干涉仪(michelson, mi)等等。
湿度是一个重要的物理量,航空航天、发电变电、纺织、食品、医药、仓储、农业等行业对湿度的要求都非常严格,对湿度参量进行有效实时监测和控制,是正常生产的前提。湿度传感器的种类很多,按所用湿敏材料可分为电解质湿度传感器、半导体陶瓷湿度传感器以及有机高分子聚合物湿度传感器[3];按测量原理可分为电阻式湿度传感器、电容式湿度传感器和光电式湿度传感器。理想的湿度传感器可在较宽的温度和湿度范围内使用;测量精度高,寿命长,稳定性好;响应速度快,湿滞回差小;灵敏度高,线性好,温度系数小;制造工艺简单,体积小;抗腐蚀,耐高低温等。
目前,低温条件下(通常指100℃以下)的湿度测量已经相当成熟,但高温环境下的湿度测量,在测量范围、测量精度、响应时间、组件使用寿命等方面却不尽人意。此外,在恶劣条件下,如气流速度、温度、湿度变化非常剧烈以及有严重污染的工业气体,会使湿度测量精度大大降低。同时，随着工业、农业和航空航天等诸多行业的发展，传统电式湿度传感器由于长期稳定性和互换性差等缺点，难以在重污染、强电磁环境和易燃易爆等特殊场合中实现湿度的有效测量。为了适应上述要求,光纤式湿度传感器等各种新型湿度传感器迅速发展起来。光纤湿度传感器以光纤为载体取代了复杂的机械结构，传感部件不依赖于半导体材料，因而具有灵敏度高、响应速度快、测量范围广和抗电磁干扰等诸多优点，成为近年的研究热点。按照不同的传感原理，光纤湿度传感器可分为两类：一类是波长检测型，即外界湿度变化引起涂敷在传感器表面的湿敏材料有效折射率发生变化，进而导致中心波长发生漂移，如基于布拉格光纤光栅（fbg）［3~6］、长周期光纤光栅（lpg）［7~9］和光纤fabry－perot（p-f）腔［10，11］等湿度传感器；另一类是功率检测型，即外界湿度变化引起传输光功率的变化，如基于锥形光纤［12，13］、纤芯裸露光纤［14～16］等光纤传感器
2. 研究的基本内容与方案
1.基本内容：
（1）．了解国内外相关研究概况和发展趋势，了解光纤湿度传感器对社会、健康、安全、成本以及环境等的影响；
（2）．理论分析光纤的光路传输特性，以及光纤传感器相关原理，熟悉掌握基本理论，熟悉相关软件的使用；
3. 研究计划与安排
第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需的软件和仿真方法，并完成开题报告。
第4－5周：按照设计方案，熟悉掌握基本理论，熟悉相关工具软件的使用，研究湿敏材料如氧化石墨烯、聚乙烯醇等湿敏膜的折射率与湿度的关系。
第6－9周：建立仿真模型，研究传感器的湿度响应特性，并完成传感器的优化设计。
4. 参考文献（12篇以上）
[1]江毅. 高级光纤传感技术[m]. 北京: 科学出版社,2009: 65-135.
[2] 黎敏, 廖延彪. 光纤传感器及其应用技术[m]. 武汉大学出版社,2008: 116-124.
[3] jeong h k ，lee y p ，jin m h ，et al.thermal stability of graphite oxide [j ] .chemical physics letters ，2009 ，470（4） ：255-258 .
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