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文檔簡(jiǎn)介
1、光纖光柵是一種刻蝕于光導(dǎo)纖維上的一種無(wú)源光子器件,其纖芯折射率沿軸向呈周期性變化。光纖光柵不僅具有光纖的優(yōu)點(diǎn),還是一種性能優(yōu)越的波長(zhǎng)敏感元件,對(duì)不同環(huán)境參量(溫度、壓力和應(yīng)變)具有不同的響應(yīng)靈敏度,也可以將多個(gè)光纖光柵串在一起組成光纖光柵陣列,同時(shí)光柵陣列可以與時(shí)分、波分、空分復(fù)用技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳感。由于多數(shù)傳統(tǒng)光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)體積較大(如光譜儀法),價(jià)格昂貴等,無(wú)法應(yīng)用到工業(yè)實(shí)踐中。因此,對(duì)如何實(shí)現(xiàn)高精度、快速、低成本
2、的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的,成為光柵傳感研究的熱點(diǎn)之一。
本文采用虛擬儀器技術(shù),通過(guò)比較分析常見(jiàn)的光纖Bragg光柵傳感系統(tǒng)的解調(diào)方法,提出一種新的基于M-Z干涉儀正交信號(hào)處理法的光纖光柵(FBG),應(yīng)變傳感解調(diào)方案,并用懸臂梁拉伸光柵,驗(yàn)證該解調(diào)方法應(yīng)用于動(dòng)態(tài)應(yīng)變傳感的可行性。
具體研究?jī)?nèi)容如下:
①通過(guò)耦合模理論(coupled-mode theory,CMT)建立光纖FBG的傳感的理論
3、模型,得到光纖FBG的光譜特性曲線;闡述了光纖FBG的溫度、應(yīng)變傳感理論,詳細(xì)分析了FBG在傳感應(yīng)用中的常用解調(diào)方法,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了光纖FBG中心波長(zhǎng)偏移與溫度、應(yīng)變變化的線性關(guān)系。
②闡述正交延遲采樣的基本原理,并用LabVIEW程序進(jìn)行仿真,驗(yàn)證正交延遲采樣與正交信號(hào)處理法的正確性。
③構(gòu)建了的基于M-Z干涉儀的正交信號(hào)處理法的光纖Bragg光柵應(yīng)變解調(diào)系統(tǒng),使用相位補(bǔ)償和相位展開(kāi)算法實(shí)現(xiàn)對(duì)波長(zhǎng)偏移量的
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