【摘要】：光纖光柵作為一種光纖光學(xué)器件,可以將其應(yīng)用在傳感領(lǐng)域,擴(kuò)展了光纖傳感技術(shù)的發(fā)展空間。利用光纖光柵的選頻特性對(duì)入射光進(jìn)行濾波,可形成傳輸型的濾波器,應(yīng)用在光纖通信領(lǐng)域。而隨著光纖光柵制作技術(shù)的成熟,更多不同種類(lèi)的光纖光柵(長(zhǎng)周期光纖光柵,傾斜光纖光柵,微納光纖光柵等等)制作成功,使其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣,得到了越來(lái)越多研究人員的研究。Sagnac效應(yīng)在1913年被法國(guó)人G.Sagnac首次提出,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。光纖Sagnac環(huán)由于其具有高穩(wěn)定性、易于制造、成本低的優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于光纖通信和光纖傳感中。伴隨著光纖通信和光纖傳感技術(shù)的蓬勃發(fā)展,光纖Sagnac環(huán)結(jié)構(gòu)成為光纖通信和光纖傳感器件中的重要研究領(lǐng)域。本文的主要研究?jī)?nèi)容包括:1.采用經(jīng)典耦合模的理論對(duì)光纖光柵Sagnac環(huán)梳狀濾波器進(jìn)行了分析,推導(dǎo)了光纖光柵的反射率和透射率公式,利用瓊斯矩陣分別分析了單模光纖2×2耦合器和光纖光柵Sagnac環(huán)結(jié)構(gòu)的濾波特性,得到單模光纖2×2耦合器和光纖光柵Sagnac環(huán)結(jié)構(gòu)的輸入輸出關(guān)系公式,推出光纖光柵Sagnac環(huán)結(jié)構(gòu)的反射率和透射率表達(dá)式。2.從微納光纖和倏逝場(chǎng)的概念出發(fā),介紹微納光纖布拉格光柵理論特性,分析微納光纖光柵有效折射率的影響條件,討論溫度和外界折射率變化對(duì)光纖光柵有效折射率的影響。研究在微納光纖光柵柵區(qū)基模和高階模會(huì)發(fā)生耦合的情況,根據(jù)M-Z干涉的相關(guān)理論,討論外界環(huán)境變化對(duì)微納光纖光柵干涉峰的影響。3.推導(dǎo)出均勻光纖光柵Sagnac環(huán)反射率和透射率的表達(dá)式,并模擬計(jì)算了光纖光柵Sagnac環(huán)透射譜,分析了在不同參數(shù)下光纖光柵Sagnac環(huán)透射譜的區(qū)別。最后選擇合適的實(shí)驗(yàn)參數(shù),通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,設(shè)計(jì)均勻光纖光柵Sagnac環(huán)濾波器。4.分析溫度和折射率對(duì)微納光纖光柵有效折射率和微納光纖光柵干涉峰的影響,設(shè)計(jì)溫度和折射率雙參數(shù)微納光纖光柵Sagnac環(huán)傳感器,得到其溫度和折射率的靈敏度,并且求得其傳輸矩陣,實(shí)現(xiàn)溫度和折射率的同時(shí)測(cè)量。
【圖文】：

圖 1-1 K.O.Hill 等人制作光纖光柵的裝置1993 年，P. J .Lemaire[17]等人在文章中發(fā)明了基于低溫高壓的載氫技術(shù)。該方法光纖置入 20～75℃、20～750 大氣壓的氫氣之中，在這種環(huán)境下氫氣分子可以擴(kuò)光纖的內(nèi)部，之后進(jìn)行光纖光柵的刻寫(xiě)。通過(guò)這種方法刻寫(xiě)的光纖光柵，大大提高

并通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。圖1-2 是以光纖耦合器和 Sagnac 效應(yīng)為基礎(chǔ)構(gòu)成的 Sagnac 干涉儀的結(jié)構(gòu)圖。使用光纖將光纖耦合器的 2 個(gè)輸出口相連，形成一個(gè)閉合的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。光從光纖耦合器的 2 個(gè)端口分別入射，這兩束光具有相反的傳輸方向，沿閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu)一周后在耦合器發(fā)生干涉。圖 1-2 光纖 Sagnac 干涉儀結(jié)構(gòu)圖
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN253

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 何少靈;桑衛(wèi)兵;葛輝良;;用于水深實(shí)時(shí)測(cè)量的光纖光柵壓力傳感器[J];聲學(xué)與電子工程;2013年04期

2 姚建銓;王然;苗銀萍;陸穎;趙曉蕾;景磊;;基于液體填充微結(jié)構(gòu)光纖的新型光子功能器件[J];中國(guó)激光;2013年01期

3 康娟;董新永;趙春柳;張?jiān)谛?金尚忠;;基于長(zhǎng)周期光纖光柵嵌入型Sagnac環(huán)光譜的折射率測(cè)量[J];光譜學(xué)與光譜分析;2011年04期

4 趙明富;黃德翼;羅彬彬;矯雷子;周斌;;光纖Bragg光柵倏逝波傳感器[J];重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年10期

5 楊秀峰;于匯;王鵬;童崢嶸;趙金婷;李群;;基于杠桿原理的新型光纖光柵微位移傳感器[J];光電子.激光;2010年08期

6 趙洪霞;丁志群;王金霞;鮑吉龍;;一種基于LPFG高靈敏度濃度傳感器[J];光電子.激光;2009年06期

7 姜明順;馮德軍;隋青美;劉波;;一種新的靈敏度可調(diào)諧FBG解調(diào)技術(shù)[J];光電子.激光;2009年02期

8 張志榮;張冠茂;張曉萍;;長(zhǎng)周期光纖光柵應(yīng)變和溫度傳感靈敏度研究[J];光子學(xué)報(bào);2009年01期

9 梅加純;范典;姜德生;;保偏光纖光柵溫度傳感性能的實(shí)驗(yàn)研究[J];應(yīng)用光學(xué);2006年02期

10 劉波;孫桂玲;楊亦飛;牛文成;張偉剛;開(kāi)桂云;董孝義;;光纖光柵傳感信號(hào)的Sagnac環(huán)境邊沿濾波解調(diào)方法[J];南開(kāi)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年05期

，

本文編號(hào)：2615606