本文關(guān)鍵詞： 光纖光柵 相移 濾波 傳感　出處：《廣西師范大學(xué)》2015年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：二十一世紀(jì)以來(lái),光纖光柵的迅速發(fā)展給通信領(lǐng)域帶來(lái)了翻天覆地的變化。隨著實(shí)際生產(chǎn)要求的嚴(yán)格化,光纖光柵在某些方面的應(yīng)用也遇到瓶頸。為了克服在實(shí)用化上的障礙,通過(guò)改變結(jié)構(gòu)和參數(shù),研究人員探究了不同形態(tài)下光纖光柵的特性和應(yīng)用。對(duì)光纖中纖芯折射率進(jìn)行周期性調(diào)制,可以在光纖中形成特定的光柵結(jié)構(gòu)。利用光柵對(duì)入射光的反射和透射原理,使得光柵的引入給光纖帶來(lái)了對(duì)信號(hào)檢測(cè)和識(shí)別的功能。光纖光柵的問(wèn)世,加快了光纖在各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展。以光纖光柵為主要元件的器件,基本具有抵抗電磁干擾、抗腐蝕性、電絕緣、高靈敏度以及低成本的優(yōu)點(diǎn)。光柵刻在光纖內(nèi)部,可以極大的降低與光纖之間的耦合損耗和對(duì)信號(hào)光的衰減。根據(jù)在光纖中引入光柵的周期長(zhǎng)短,光纖光柵分為周期較短的光纖布拉格光柵和長(zhǎng)周期光纖光柵。相移光纖光柵是一種基本的光纖布拉格光柵。通過(guò)在光柵中某處引入相移,使原先的光纖布拉格光柵反射譜的反射峰中心打開(kāi)一個(gè)窗口,進(jìn)而產(chǎn)生了與長(zhǎng)周期光纖光柵相似的透射性質(zhì)。通過(guò)了解光纖布拉格光柵,利用多層膜法分析相移光纖光柵的濾波原理,得出其傳輸矩陣,并能進(jìn)一步了解其色散和時(shí)延特性。相移光纖光柵的制作對(duì)其應(yīng)用有十分重要的影響。制作過(guò)程中,相移的引入是關(guān)鍵之處。本文中,在光纖布拉格光柵制作的基礎(chǔ)上,通過(guò)直接引入相移等方法制作相移光纖光柵。相移光纖光柵的特點(diǎn)是光柵中引入相移,但是隨著引入相移的個(gè)數(shù)、位置以及大小的不同,相移光纖光柵表現(xiàn)出不同的特點(diǎn)。文中通過(guò)利用MATLAB和OptiGrating軟件編程,對(duì)光柵參數(shù)對(duì)相移光纖光柵濾波特性的影響做出了詳細(xì)的分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：1.光柵的多個(gè)參數(shù)均對(duì)濾波特性產(chǎn)生影響,而且透射窗口的位置隨耦合系數(shù)和光柵長(zhǎng)度近似呈線性變化：2.對(duì)于雙相移光纖光柵,其傳輸譜隨著相移點(diǎn)位置由內(nèi)向外的移動(dòng)而向內(nèi)塌縮；3.隨著相移點(diǎn)的增多,中心透射窗口附近的反射峰反射率迅速下降。通過(guò)適當(dāng)選取相移點(diǎn)的位置,可以形成多透射窗口和超寬矩形透射窗口。在光纖布拉格光柵中引入相移,所得到的透射窗口具有比光纖布拉格光柵反射峰更窄的特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)相移光纖光柵進(jìn)行切趾,可以消除旁瓣對(duì)光柵濾波的影響,提高精度和信號(hào)質(zhì)量。相移光纖光柵具有高靈敏度,高精度、高分辨率和低損耗、低成本的特性,可應(yīng)用于傳感和解調(diào)系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、應(yīng)變和折射率等外界因素的探測(cè)。相移光纖光柵具有比普通光纖布拉格光柵更優(yōu)良的濾波特性,而光纖布拉格光柵的成功應(yīng)用,使得相移光纖光柵在許多方面可作為系統(tǒng)元件代替光纖布拉格光柵而使用,實(shí)現(xiàn)對(duì)外界信號(hào)的實(shí)時(shí)測(cè)量。
[Abstract]:Since 21th century, the rapid development of fiber Bragg gratings (FBG) has brought tremendous changes to the field of communication. Fiber Bragg gratings (FBG) in some applications also encounter bottlenecks. In order to overcome the practical obstacles, by changing the structure and parameters. The researchers explored the properties and applications of fiber gratings in different shapes and periodically modulated the refractive index of fiber cores. Using the principle of reflection and transmission of the incident light, the introduction of grating has brought the function of signal detection and recognition to the fiber. Fiber Bragg grating (FBG) as the main component has the advantages of resistance to electromagnetic interference, corrosion resistance, electrical insulation, high sensitivity and low cost. The coupling loss between the fiber and the attenuation of the signal light can be greatly reduced according to the period of the grating introduced in the fiber. Fiber Bragg gratings are divided into short period fiber Bragg gratings and long period fiber gratings. Phase shifted fiber grating is a basic fiber Bragg grating. By opening a window at the center of the reflection peak of the original fiber Bragg grating, the transmission property similar to that of the long-period fiber Bragg grating is obtained. The filtering principle of phase-shifted fiber grating is analyzed by multilayer membrane method, and its transmission matrix is obtained. And can further understand its dispersion and delay characteristics. The fabrication of phase-shifted fiber grating has a very important impact on its application. In the fabrication process, the introduction of phase shift is the key. Based on the fabrication of fiber Bragg gratings, phase-shifted fiber gratings are fabricated by introducing phase shift directly. The characteristic of phase-shifted fiber gratings is the introduction of phase-shift in the grating, but with the number of phase shifts introduced. The phase shifted fiber gratings show different characteristics with different position and size. In this paper, we use MATLAB and OptiGrating software to program. The effects of grating parameters on the filtering characteristics of phase-shifted fiber gratings are analyzed in detail. The results show that several parameters of the grating have an effect on the filtering characteristics. The position of the transmission window changes linearly with the coupling coefficient and the grating length. For the double-phase shifted fiber grating, the transmission spectrum collapses with the position of the phase shift point from the inside to the outside. 3. With the increase of phase shift points, the reflectivity of the reflection peak near the central transmission window decreases rapidly, and the position of the phase shift point is properly selected. The multi-transmission window and the ultra-wide rectangular transmission window can be formed, and the phase shift is introduced into the fiber Bragg grating. The transmission window is narrower than fiber Bragg grating reflection peak. The influence of sidelobe on grating filter can be eliminated by apodization of phase-shifted fiber grating. High sensitivity, high precision, high resolution, low loss and low cost, phase-shifted fiber grating can be used in sensing and demodulation system to achieve temperature. Detection of external factors such as strain and refractive index. Phase shifted fiber gratings have better filtering characteristics than ordinary fiber Bragg gratings, and fiber Bragg gratings are successfully applied. The phase-shifted fiber grating can be used as a system element instead of fiber Bragg grating in many aspects to realize the real-time measurement of external signals.
【學(xué)位授予單位】：廣西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN253

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