本文關鍵詞： FBG 全同弱反 自動化刻寫系統(tǒng) 光纖傳感 隨機激光　出處：《電子科技大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：光纖布拉格光柵(Fiber Bragg Grating, FBG)具有低損耗、高效率且結構簡單等優(yōu)點,以及特定波長反射、多物理量敏感等特性,成為當前光纖技術中最為成熟、應用最廣泛的一項。而全同弱反FBG即中心波長一致,低反射率的多個FBG刻寫于同一段光纖中所構成的結構,此種結構能夠突破傳統(tǒng)光纖光柵傳感器單點傳感的限制,利用光時域反射技術來實現(xiàn)準分布式傳感。同時全同弱反FBG結構能夠用于制作光纖隨機激光器,縮小光纖激光器的體積并加強性能。因此,全同弱反FBG具有廣闊的應用前景和研究價值,成為近幾年研究和產(chǎn)業(yè)化的熱點和方向。本文基于全同弱反FBG的應用價值和研究前景,以高效靈活的制作全同弱反FBG為目標,本文從光纖布拉格光柵刻寫原理出發(fā),設計和制作了一套實用的自動化全同弱反FBG制作系統(tǒng),同時研究和探討了全同弱反FBG的特性和應用。本文調(diào)研了光纖布拉格光柵刻制技術的發(fā)展,簡要論述光柵的理論基礎并介紹光纖光柵在光纖傳感、光纖激光等多個領域的應用。介紹了全同弱反FBG的結構與特性,以及其在實際工程應用中的獨有優(yōu)勢和特點。本文提出、設計并建造了一套可靠的全同弱反FBG制作系統(tǒng)。針對自動化光纖光柵刻寫的需要,設計新型刻寫平臺,通過平臺中裝置的精密機械滑軌和動力裝置以驅(qū)動系統(tǒng)完成光纖光柵的刻寫流程,同時聯(lián)動激光器和光譜儀,實現(xiàn)系統(tǒng)的高效運行和自動控制。本文通過Lab VIEW開發(fā)平臺開發(fā)出全同弱反FBG制作系統(tǒng)控制程序軟件。能夠通過控制軟件簡單高效地控制刻寫平臺的機械結構、激光器以及光譜儀,實現(xiàn)軟件驅(qū)動多硬件設備聯(lián)合運行,能夠令光纖光柵的刻寫通過一鍵操作,并自動完成光纖光柵刻寫。本文基于提出的系統(tǒng)刻制的全同弱反FBG進行理論仿真,與實測光譜進行對比分析。通過實驗研究了全同弱反FBG的溫度特性,并選取了全同弱反FBG在傳感領域和隨機激光領域的實際應用。展現(xiàn)本文提出系統(tǒng)所具有的實際工程和產(chǎn)業(yè)化價值。
[Abstract]:Fiber Bragg grating (FBG) has the advantages of low loss, high efficiency and simple structure. It has become one of the most mature and widely used optical fiber technology, and all the weak inverse FBG is the same as the center wavelength, low reflectivity of multiple FBG written in the same section of the structure of the fiber. This structure can break through the limitation of single point sensor of traditional fiber Bragg grating sensor and use optical time domain reflectance technology to realize quasi-distributed sensing. At the same time all the same weak inverse FBG structure can be used to fabricate fiber random laser. The volume of fiber laser is reduced and the performance is enhanced. Therefore, the fully identical weak inverse FBG has a broad application prospect and research value. In recent years, it has become the hot spot and direction of research and industrialization. Based on the application value and research prospect of fully identical weak inverse FBG, the aim of this paper is to make fully identical weak inverse FBG with high efficiency and flexibility. Based on the principle of fiber Bragg grating (FBG) writing, this paper designs and manufactures a set of automatic, fully equivalent and weak inverse FBG manufacturing system. At the same time, the characteristics and applications of fully identical weak inverse FBG are studied and discussed. In this paper, the development of fiber Bragg grating etching technology is investigated, the theoretical basis of fiber Bragg grating is briefly discussed and the fiber grating sensing in fiber is introduced. This paper introduces the structure and characteristics of fully identical weak inverse FBG and its unique advantages and characteristics in practical engineering applications. This paper designs and builds a set of reliable fully identical weak inverse FBG production system. A new writing platform is designed to meet the needs of automatic fiber Bragg grating (FBG) writing. Through the precise mechanical slideway and power device in the platform, the driving system is used to complete the writing process of the fiber grating, at the same time, the laser and spectrometer are operated. Realize the efficient operation and automatic control of the system. This paper adopts Lab. The VIEW development platform has developed the control program software of the same weak inverse FBG making system. The mechanical structure of the engraving platform can be controlled simply and efficiently by the control software. The laser and spectrometer realize the joint operation of multi-hardware device driven by software and can make the writing of fiber grating operate by one key. In this paper, the theoretical simulation is carried out on the basis of the fully identical weak inverse FBG of the proposed system, and compared with the measured spectra. The temperature characteristics of the fully identical weak inverse FBG are studied by experiments. The practical applications of fully identical weak inverse FBG in sensing field and random laser field are also selected to show the practical engineering and industrialization value of the proposed system in this paper.
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN253

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本文編號：1468160