光纖光柵傳感與解調(diào)技術(shù)研究.pdf

1、光纖光柵(fiber grating)是一種新型的光無源器件。在光纖的纖芯建立一種空間折射率周期分布的結(jié)構(gòu)，光纖光柵就能夠改變或控制在纖芯傳播的光的行為。光纖光柵的獨(dú)特性質(zhì)使它在傳感領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，目前已報(bào)道的光纖光柵傳感器可以檢測(cè)溫度、應(yīng)變、壓力、位移、壓強(qiáng)、加速度、電流電壓、磁場(chǎng)、頻率、震動(dòng)等物理量，甚至可以用光纖光柵組成傳感矩陣，應(yīng)用于大面積的實(shí)時(shí)測(cè)量。作為一種光子領(lǐng)域的新興技術(shù)，利用光纖光柵作為傳感器件的傳感技術(shù)正受到普遍的

2、關(guān)注，各國也正在積極開展有關(guān)的研究工作。
　　 光纖光柵作為傳感器件，傳感信息都是用波長編碼的。如何把波長所攜帶的信息解調(diào)出來，這是光纖光柵傳感應(yīng)用所必須要解決的問題。
　　 本文主要以布喇格光纖光柵為研究的對(duì)象，對(duì)其傳感技術(shù)和解調(diào)技術(shù)進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)的研究。本文主要內(nèi)容有：
　　 1.概括介紹了光纖光柵的發(fā)展史，光纖光柵制作技術(shù)概要、光纖光柵傳感技術(shù)以及解調(diào)技術(shù)的概要，系統(tǒng)的對(duì)本文所做工作的背景進(jìn)行介紹。

3、>　　 2.對(duì)光纖光柵的耦合模理論進(jìn)行了系統(tǒng)的介紹，從Maxwell方程推演出均勻光纖布喇格光柵的解析解，同時(shí)對(duì)傅立葉變換分析法和傳輸矩陣分析法進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹。
　　 3.設(shè)計(jì)的一種開口環(huán)結(jié)構(gòu)的光纖光柵傳感器，在理論上對(duì)這種傳感器的應(yīng)變進(jìn)行分析，并對(duì)這種結(jié)構(gòu)進(jìn)行了應(yīng)變和溫度特性的實(shí)驗(yàn)測(cè)量。
　　 4.提出了一種基于溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)，利用高雙折射光纖環(huán)鏡的邊緣濾波性質(zhì)對(duì)光纖光柵信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。為了提高整個(gè)