光纖光柵及其通信與傳感研究.pdf

1、光纖光柵及其在光纖通信和光纖傳感器中的應(yīng)用引起了人們的廣泛關(guān)注。在光纖通信中，光纖光柵具有濾波、選頻以及色散補償?shù)裙δ?，由于光纖光柵作為光纖器件，它具有耦合效果好、結(jié)構(gòu)簡單、色散補償效果明顯等優(yōu)點；光纖光柵傳感器具有不受電磁干擾、信號帶寬大、靈敏度高以及重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、易于復(fù)用等優(yōu)勢，這種傳感器在大型建筑和油井等特殊場合的安全檢測等方面具有極為廣泛的應(yīng)用前景。本文主要以布拉格(FBG)和長周期(LPG)光纖光柵作為研究對象，對光纖光柵

2、的基本特性以及濾波、傳感等特性進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。 對分析光纖光柵特性的基本理論分析方法和數(shù)據(jù)模擬工具進(jìn)行了介紹，利用耦合模理論分析了均勻周期布拉格光柵的光譜特性。 分析了布拉格光纖光柵的各種逆散射算法，其中包括GLM、Layer-Peeling等數(shù)值算法的運算意義以及模擬步驟，并且將一些常用的優(yōu)化算法如粒子群優(yōu)化算法以及LMS算法等應(yīng)用到逆向設(shè)計中。通過對零色散光纖光柵濾波器以及考慮光源線寬色散補償光纖光柵的逆向設(shè)計，比

3、較了這幾種方法各自的特點。 對光纖光柵傳感系統(tǒng)的檢測技術(shù)作了詳細(xì)的介紹，對傳感的溫度、應(yīng)力等參量的靈敏度作了理論分析，并且集中介紹了光纖光柵中存在的溫度、應(yīng)力交叉敏感問題，并且討論了解決方案以及雙參量同時測量技術(shù)等。并且通過對光纖耦合器以及有源激光器的研究，設(shè)計了一種有源全光傳感網(wǎng)絡(luò)，利用懸臂梁技術(shù)進(jìn)行波長調(diào)諧，它具有分辨率高、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、耦合連接方便以及易于復(fù)用等特點，具有比較好的應(yīng)用前景。 長周期光纖光柵在濾波、E