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文檔簡介
1、大規(guī)模光纖傳感網絡的迅速發(fā)展,使得傳統(tǒng)的分立光纖器件構建這樣的網絡不僅技術上遇到障礙,而且在制造技術上也遇到越來越大的困難。光纖光柵技術的發(fā)展,為大規(guī)模光纖傳感網絡的構建提供了一種便于工業(yè)化生產的方式。在這些系統(tǒng)中,光纖光柵已不僅僅是一種單一的波長器件或傳感單元,而是作為一種大規(guī)模光纖傳感系統(tǒng)的功能器件和制造工藝技術在工業(yè)領域得到應用。隨著光纖光柵應用技術的不斷發(fā)展,各種不同結構、不同功能和多功能集成的光纖光柵器件不斷涌現,使得構建具有
2、更復雜功能和更良好性能的光纖光柵傳感網絡成為可能。這為光纖光柵和相關系統(tǒng)應用開拓更大領域的同時,也為基礎理論研究提出了一系列新的課題,對其研究必須發(fā)展新的理論和實驗研究方法。本文以大規(guī)模光纖光柵傳感陣列為背景,對單根光纖上制作多組光纖光柵的系統(tǒng)理論、制造技術和測試技術進行了深入研究。對具有復合功能的光纖光柵耦合器、光纖光柵偏振器以及微納光纖光柵進行了理論和實驗研究,這些新型器件將為大規(guī)模光纖光柵傳感網絡的發(fā)展提供新的支撐。
本
3、研究主要內容包括:⑴對單根光纖上多組光纖光柵復合系統(tǒng)進行研究,突破制造技術和單根光纖上多組低反射率光纖光柵獨立性能的在線實時監(jiān)測技術,解決了光纖光柵傳感網絡的制造和應用的關鍵基礎問題。⑵研制成功了光纖光柵耦合器,這種復合功能器件具有特殊的波長選擇性和傳輸特性,在復雜全光纖網絡的上、下行節(jié)點上有重要應用,是構建更加復雜的光纖光柵傳感網絡的重要節(jié)點。⑶提出一種小型化的集成功能器件--光纖光柵偏振器,通過建立三維復合波導模型,分析了光經過此波
4、導的偏振特性,采用特殊工藝制作了保偏光纖光柵偏振器,并將其應用于環(huán)形腔光纖激光器,替代兩個組合器件,實現了單偏振單縱模輸出。光纖光柵偏振器的應用,將使復雜光纖光柵傳感網絡具備偏振控制能力。⑷研制了新型的微納光纖光柵器件,進行了此類器件的微拉力和化學參量傳感,實現了比普通光纖光柵高156倍的40.001nm/N高靈敏度微拉力測量和可以區(qū)分0.038%質量濃度變化的高靈敏度鹽溶液檢測。微納光纖光柵的使用,將進一步促進其小型化和提高光纖光柵傳
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