基于纖錐反射裝置的有源查詢技術的研究.pdf

1、本文在研究光纖光柵(Fiber Bragg Grating，F(xiàn)BG)及光纖環(huán)形鏡(Fiber LoopMirror,FLM)工作原理的基礎上，對FLM的性能進行了實驗研究，建立了基于FBG和FLM反射技術的有源查詢系統(tǒng)，成功的對10個FBG組成的傳感網(wǎng)絡進行了查詢，并利用非平衡掃描Michelson干涉儀對傳感信號進行了解調。論文全文從以下四個方面報道了研究工作： (1)從布喇格方程出發(fā)，分析了FBG傳感的基本理論以及應力、壓力

2、、環(huán)境溫度對FBG的影響，最終給出了這三種物理量同時作用于FBG時，其布喇格波長總漂移量的數(shù)學表達式；通過分析寬帶耦合器的耦合理論，介紹了以熔融拉錐法制作寬帶耦合器的原理。利用預拉法使參與制作耦合器的兩光纖間因結構不對稱而具有不同的傳播常數(shù)，從而研制出耦合比對波長響應平坦的寬帶耦合器；以3dB耦合器制作FLM，討論了FLM具有“全反射鏡”特性的條件，提出可以利用雙折射效應使FLM的反射率(透射率)發(fā)生改變。 (2)基于研制的2×

3、2型3dB寬帶耦合器制作了FLM，對其光學性能進行了全面的實驗研究，并對結果進行了必要分析。實驗中觀察到在耦合器寬帶性能良好的波段范圍內，F(xiàn)LM具有很好的“全反射”特性，反射率高于99.9％(忽略FLM的各種損耗)。 (3)根據(jù)FBG的帶阻濾波和FLM的“全反射”特性，提出并建立一種基于FBG和FLM的線性腔光纖激光器結構。利用內置偏振控制器(Polarization Controller,PC)，扭轉光纖環(huán)，通過影響環(huán)中光纖內

4、的應力分布，產(chǎn)生雙折射效應，進而影響透射率(反射率)大小，成功地實現(xiàn)對激光輸出功率在(0.485，6.86)mw范圍內的調節(jié)。借助等腰三角形懸臂梁對FBG的工作波長進行調諧，實現(xiàn)了激光波長在(1555.065，1557.240)nm內的可調輸出。 (4)結合FBG及FLM的工作原理及特性，提出了一種新型的基于閉合腔的有源查詢裝置，將10個FBG傳感元內置于FLM中，利用F-P濾波器對傳感陣列進行波長掃描，實現(xiàn)各傳感元的地址的查詢