光纖光柵由于體積小、抗電磁干擾、低成本、有復(fù)用能力等優(yōu)點(diǎn)已被廣泛應(yīng)用于光纖通信和光纖傳感系統(tǒng)中。在高速長(zhǎng)途通信系統(tǒng)中,常將超短脈沖作為光源以提高系統(tǒng)的比特率,光纖布拉格光柵在光纖通信系統(tǒng)中作為色散補(bǔ)償元件和脈沖整形器的基本原理均是基于超短脈沖在其中的傳輸特性。此外,可實(shí)現(xiàn)分布式傳感是光纖光柵傳感器的重要優(yōu)點(diǎn)之一,許多光纖光柵全分布式傳感器均是基于局部受擾動(dòng)時(shí)光纖光柵的脈沖響應(yīng),對(duì)其傳輸機(jī)理進(jìn)行研究將為解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供重要的理論依據(jù)。本文對(duì)超短脈沖在局部受擾動(dòng)時(shí)光纖光柵中的傳輸特性展開詳細(xì)研究并提出了其在分布式傳感中的應(yīng)用。首先,介紹了計(jì)算光纖光柵脈沖響應(yīng)譜的基本理論及方法,數(shù)值仿真了超短脈沖在均勻光纖光柵、切趾光纖光柵、啁啾光纖光柵和切趾啁啾光纖光柵中的傳輸特性,研究了光柵參數(shù)對(duì)反射譜和脈沖響應(yīng)譜的影響,結(jié)果表明,光柵反射強(qiáng)度對(duì)脈沖傳輸特性的影響較大;對(duì)于切趾光纖光柵來說,切趾特性決定了光柵的反射譜和脈沖響應(yīng)譜。其次,以應(yīng)變?yōu)槔?針對(duì)局部擾動(dòng)時(shí)光纖光柵的反射譜和脈沖響應(yīng)譜進(jìn)行了詳細(xì)研究,具體研究了應(yīng)變大小、應(yīng)變長(zhǎng)度、應(yīng)變位置和應(yīng)變數(shù)量對(duì)仿真結(jié)果的影響并進(jìn)行了規(guī)律總結(jié)。對(duì)于光纖光柵的反... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

光柵孤子在均勻光纖光柵中傳輸時(shí)的（a）孤子形狀和（b）時(shí)間-位移圖

圖 1.2 傳輸受限 1ps 脈沖在 L=1.0 cm 均勻光纖光柵中的傳輸響應(yīng)[35]（a）Δn/n0=3×10-5，（b）Δn/n0=8×10-5，（c）Δn/n0=3×10-4，（d）Δn/n0=1×10-3后，他們仿真并實(shí)驗(yàn)了傳輸受限 1 ps 高斯脈沖輸入三個(gè)中心波長(zhǎng)不同的光射譜和時(shí)域脈沖傳輸譜[37]，發(fā)現(xiàn)三個(gè)光柵分別在反射譜和脈沖響應(yīng)譜中反峰，可將其應(yīng)用到波分復(fù)用系統(tǒng)中產(chǎn)生多波長(zhǎng)光源或者用于光碼分多址系脈沖的頻域編碼。隨后，他們又發(fā)展了一種新的計(jì)算光纖光柵中超短脈沖值方法：先推導(dǎo)出時(shí)域耦合模方程，然后將該方程直接積分就可得光柵各和后向傳輸脈沖的強(qiáng)度[38]。利用此方法計(jì)算了弱光纖光柵、強(qiáng)光纖光柵和中前向和后向傳輸?shù)拿}沖強(qiáng)度，并給出了原理性的解釋。次年，L.R.Chen 的研究成果進(jìn)行了總結(jié)[39]，并在基礎(chǔ)性研究的基礎(chǔ)上提出了可能的應(yīng)用：統(tǒng)中作為多波長(zhǎng)光源或用于光碼分多址系統(tǒng)中，給出了原理圖并進(jìn)行了理

圖 1.2 傳輸受限 1ps 脈沖在 L=1.0 cm 均勻光纖光柵中的傳輸響應(yīng)[35]（a）Δn/n0=3×10-5，（b）Δn/n0=8×10-5，（c）Δn/n0=3×10-4，（d）Δn/n0=1×10-3隨后，他們仿真并實(shí)驗(yàn)了傳輸受限 1 ps 高斯脈沖輸入三個(gè)中心波長(zhǎng)不同的光纖光柵時(shí)的反射譜和時(shí)域脈沖傳輸譜[37]，發(fā)現(xiàn)三個(gè)光柵分別在反射譜和脈沖響應(yīng)譜中反射三個(gè)對(duì)應(yīng)的峰，可將其應(yīng)用到波分復(fù)用系統(tǒng)中產(chǎn)生多波長(zhǎng)光源或者用于光碼分多址系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)相干脈沖的頻域編碼。隨后，他們又發(fā)展了一種新的計(jì)算光纖光柵中超短脈沖傳輸響應(yīng)的數(shù)值方法：先推導(dǎo)出時(shí)域耦合模方程，然后將該方程直接積分就可得光柵各位置處的前向和后向傳輸脈沖的強(qiáng)度[38]。利用此方法計(jì)算了弱光纖光柵、強(qiáng)光纖光柵和啁啾光纖光柵中前向和后向傳輸?shù)拿}沖強(qiáng)度，并給出了原理性的解釋。次年，L.R.Chen 等人對(duì)他們組的研究成果進(jìn)行了總結(jié)[39]，并在基礎(chǔ)性研究的基礎(chǔ)上提出了可能的應(yīng)用：在波分復(fù)用系統(tǒng)中作為多波長(zhǎng)光源或用于光碼分多址系統(tǒng)中，給出了原理圖并進(jìn)行了理論分析。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]啁啾相移光纖光柵分布式應(yīng)變與應(yīng)變點(diǎn)精確定位傳感研究[J]. 裴麗,吳良英,王建帥,李晶,寧提綱.  物理學(xué)報(bào). 2017(07)
[2]分布式光纖光柵傳感的研究與發(fā)展[J]. 彭蓓,孟麗君.  軟件導(dǎo)刊. 2012(06)
[3]光纖光柵中孤子時(shí)延特性研究[J]. 王葵如,程潔琳,陳功,饒嵐,桑新柱.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2011(02)

博士論文
[1]新型窄線寬光纖激光器與光纖傳感器的研究[D]. 尹彬.北京交通大學(xué) 2016
[2]基于光纖光柵的微波光子濾波器及發(fā)生器研究[D]. 祁春慧.北京交通大學(xué) 2012

碩士論文
[1]超短脈沖的傳輸規(guī)律與衍射特性的研究[D]. 李福瑞.山東師范大學(xué) 2014
[2]光纖光柵的反射光譜特性與色散特性的研究[D]. 姚海鳳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[3]非線性、切趾和相移對(duì)光纖布拉格光柵反射譜的影響[D]. 喬蕓蕓.吉林大學(xué) 2004



本文編號(hào)：2977227