高溫長周期光纖光柵的制作及其傳感信號解調(diào)技術(shù).pdf

1、光纖光柵自誕生至今經(jīng)過了30來年的發(fā)展,因其獨特的優(yōu)勢被廣泛應用于傳感與通信領(lǐng)域。現(xiàn)今的發(fā)展對其提出了更高的性能要求,其中包括光纖光柵能夠在高溫環(huán)境下正常工作。在光纖光柵中,光纖布拉格光柵的發(fā)展已十分成熟,相關(guān)技術(shù)從各個方面都已實用化。相比而言,長周期光纖光柵在傳感領(lǐng)域的實用化程度要遠落后于光纖布拉格光柵。雖然長周期光纖光柵相比光纖布拉格光柵具有無后向反射光、在某些參量上具有更高的靈敏度等優(yōu)點,但由于其自身的特性使其在制備時的一致性、可

2、控化以及傳感信號解調(diào)等方面都遇到了較大的問題,嚴重制約了其實用化程度。針對這兩方面入手,進行關(guān)于其制備和信號解調(diào)方面的研究將對促進長周期光纖光柵實用化有著明顯的意義。本文的實際工作主要從以下幾個方面進行:
　　1.在查閱大量相關(guān)文獻資料的基礎(chǔ)上,對現(xiàn)今高溫光纖光柵的研究現(xiàn)狀進行了簡介,重點介紹了高溫長周期光纖光柵;對長周期光纖光柵的制備方法進行了介紹與比對,分析了各自特點;總結(jié)歸納了當今長周期光纖光柵傳感信號解調(diào)技術(shù)研究現(xiàn)狀,并對

3、幾種解調(diào)方法的優(yōu)缺點進行了對比分析;
　　2.采用CO2激光器刻寫技術(shù)制得了長周期光纖光柵。此方法制得的長周期光纖光柵具有較好的高溫穩(wěn)定性,且此方法操作容易、寫入效率較高。在進行大量高溫長周期光纖光柵刻寫實驗的基礎(chǔ)上,對發(fā)現(xiàn)的一些問題進行了討論,比如在實際刻寫過程中長周期光纖光柵的譜形難以控制以及多次刻寫一致性較差。針對存在的問題,結(jié)合自己的操作經(jīng)驗對影響刻寫效果的幾點原因進行了總結(jié)分析,以期為長周期光纖光柵制備一致性可控化提供一

4、些建議;
　　3.設計實驗方案,對所制備的高溫長周期光纖光柵進行了高溫以及軸向應變傳感性能的測試,并對實驗結(jié)果進行了分析。對進行高溫實驗遇到的難點進行了闡述分析,并利用毛細玻璃管封裝懸掛的方法較好的完成了實驗;
　　4.在總結(jié)已有解調(diào)技術(shù)的基礎(chǔ)上,采用基于F-P濾波器的解調(diào)技術(shù)作為本文的解調(diào)方案。搭建實驗平臺,分別對軸向應變和高溫傳感信號進行了解調(diào)實驗。將基于F-P濾波器解調(diào)技術(shù)得到的實驗結(jié)果和用光譜儀觀測得到的解調(diào)結(jié)果進行