全光纖轉(zhuǎn)動(dòng)拉曼激光雷達(dá)FBG分光與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、現(xiàn)有的轉(zhuǎn)動(dòng)拉曼激光雷達(dá)分光系統(tǒng)體積較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)整困難、穩(wěn)定性差，制約著其在星載、機(jī)載等移動(dòng)平臺(tái)的應(yīng)用。本文以探測(cè)大氣溫度的空基轉(zhuǎn)動(dòng)拉曼激光雷達(dá)為應(yīng)用對(duì)象，利用光纖布拉格光柵開(kāi)展新型全光纖轉(zhuǎn)動(dòng)拉曼分光系統(tǒng)相關(guān)研究，以期推動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)拉曼激光雷達(dá)由地基向空基的研究進(jìn)程，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　以大氣散射效應(yīng)為理論基礎(chǔ)，分析轉(zhuǎn)動(dòng)拉曼激光雷達(dá)探測(cè)大氣溫度的原理，設(shè)計(jì)了全光纖分光的激光雷達(dá)系統(tǒng)。在詳細(xì)探討和分析現(xiàn)有轉(zhuǎn)動(dòng)拉曼分光系

2、統(tǒng)的基礎(chǔ)上，闡述了全光纖分光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理，構(gòu)建和優(yōu)化了以可見(jiàn)光波段光纖布拉格光柵為核心的全光纖分光系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)米散射和瑞利散射信號(hào)提供70dB以上的抑制率。
　　采用折射率微擾理論和耦合模式理論，分析了光纖布拉格光柵的成柵過(guò)程及中心波長(zhǎng)、帶寬等性能參數(shù)的變化規(guī)律，重點(diǎn)分析了飽和折射率、光纖長(zhǎng)度和曝光時(shí)間等主要加工參數(shù)對(duì)可見(jiàn)光波段光纖布拉格光柵反射率和邊帶抑制率的影響情況，為可見(jiàn)光波段光纖布拉格光柵的設(shè)計(jì)制作提供了良好的理論基礎(chǔ)

3、;分析了相位掩模板的衍射特性，設(shè)計(jì)了用于制作可見(jiàn)光波段光纖布拉格光柵的相位掩模板主要性能參數(shù)，仿真了可見(jiàn)光波段光纖布拉格光柵的反射譜譜線，成功研制出中心波長(zhǎng)為529.5nm、反射率約為95％的光纖布拉格光柵，解決了可見(jiàn)光波段的光纖布拉格光柵的技術(shù)實(shí)現(xiàn)難題。
　　針對(duì)光纖布拉格光柵中心波長(zhǎng)易受各種加工參數(shù)影響，很難與大氣分子轉(zhuǎn)動(dòng)拉曼譜線精確匹配，依據(jù)光纖布拉格光柵調(diào)諧原理，研究設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且啁啾較少的準(zhǔn)等強(qiáng)度懸臂梁雙向精細(xì)調(diào)諧機(jī)構(gòu)