本文關(guān)鍵詞：基于保偏光子晶體光纖中布里淵動態(tài)光柵的傳感研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：分布式布里淵光纖傳感器從產(chǎn)生至今雖才有短短20年,但這種技術(shù)目前已被廣泛應(yīng)用于大型建筑的應(yīng)變和溫度監(jiān)測。傳統(tǒng)分布式布里淵傳感裝置操作復(fù)雜,測量精度低;另一方面,基于傳統(tǒng)光纖布拉格光柵的傳感器只能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)分布式測量,并且光柵一經(jīng)刻蝕,參數(shù)難調(diào)。因此尋求一種高精度、高空間分辨率并可實(shí)現(xiàn)雙參量同時(shí)測量的傳感器很有必要。本論文提出了一種同時(shí)測量溫度和應(yīng)變的分布式布里淵光纖傳感器,它利用在單根保偏光子晶體光纖中產(chǎn)生的布里淵動態(tài)光柵和受激布里淵散射同時(shí)進(jìn)行溫度和應(yīng)變監(jiān)測。首先,本文基于現(xiàn)有的理論模型,對布里淵動態(tài)光柵的耦合波方程在時(shí)間和空間上進(jìn)行離散化得到瞬態(tài)數(shù)值解,構(gòu)建易于編程計(jì)算的表達(dá)式;利用Fortran軟件模擬光柵反射譜特性以及泵浦抽空對布里淵動態(tài)光柵的影響,得到了激發(fā)光柵的最佳泵浦功率;結(jié)合Comsol軟件仿真保偏光子晶體光纖模場分布并計(jì)算了光纖雙折射,為之后的實(shí)驗(yàn)奠定理論基礎(chǔ)。其次,搭建了布里淵光時(shí)域分析系統(tǒng),測得此光纖的布里淵頻移及其溫度和應(yīng)變系數(shù);進(jìn)而搭建了布里淵動態(tài)光柵產(chǎn)生和讀取的實(shí)驗(yàn)裝置,實(shí)現(xiàn)了布里淵動態(tài)光柵的激發(fā)和探測,得到了光纖的雙折射頻移及其溫度和應(yīng)變系數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,此光纖的雙折射頻移在-40~10?C范圍內(nèi)與溫度成分段線性關(guān)系,并結(jié)合布里淵光時(shí)域分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)了分布式的溫度和應(yīng)變雙參量同時(shí)測量,此實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有20cm的空間分辨率;而在10~80?C范圍內(nèi)光纖雙折射頻移沒有明顯變化,因此可以實(shí)現(xiàn)溫度不敏感的應(yīng)變傳感。
【關(guān)鍵詞】：分布式傳感 布里淵動態(tài)光柵 布里淵頻移 雙折射頻移
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN253
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 引言10
• 1.2 布里淵光時(shí)域分析儀系統(tǒng)10-11
• 1.3 光纖中的布里淵動態(tài)光柵11-13
• 1.4 布里淵動態(tài)光柵的應(yīng)用13-20
• 1.4.1 分布式傳感13-14
• 1.4.2 保偏光纖雙折射的分布式測量14-15
• 1.4.3 光學(xué)延遲線15-16
• 1.4.4 光存儲16-17
• 1.4.5 全光信號處理17-19
• 1.4.6 微波光子濾波器19-20
• 1.5 本論文的主要內(nèi)容20-22
• 第2章 保偏光纖中布里淵動態(tài)光柵的理論分析22-34
• 2.1 引言22
• 2.2 高雙折射保偏光纖22-23
• 2.3 布里淵動態(tài)光柵產(chǎn)生與讀取23-25
• 2.4 保偏光纖中布里淵動態(tài)光柵數(shù)學(xué)模型25-33
• 2.4.1 光纖中布里淵動態(tài)光柵耦合波方程25-27
• 2.4.2 弱探測條件下的解析解27-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第3章 布里淵動態(tài)光柵的仿真計(jì)算34-41
• 3.1 引言34
• 3.2 瞬態(tài)數(shù)值解的驗(yàn)證34-36
• 3.3 探測光功率對反射譜的影響36-38
• 3.4 光纖中的聲波場38-40
• 3.4.1 不同泵浦形式下的布里淵動態(tài)光柵38-40
• 3.4.2 光纖中泵浦抽空現(xiàn)象40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第4章 布里淵動態(tài)光柵傳感實(shí)驗(yàn)41-56
• 4.1 引言41
• 4.2 光纖的熔接41-42
• 4.3 光纖雙折射的預(yù)估算42-44
• 4.4 實(shí)驗(yàn)方案44-46
• 4.4.1 光纖布里淵頻移測量44-45
• 4.4.2 非保偏系統(tǒng)雙折射頻移測量45-46
• 4.4.3 激光器誤差矯正46
• 4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果46-52
• 4.5.1 兩軸布里淵頻移46-47
• 4.5.2 布里淵頻移溫度系數(shù)和應(yīng)變系數(shù)47-49
• 4.5.3 光纖雙折射頻移49-50
• 4.5.4 光纖雙折射頻移溫度系數(shù)和應(yīng)變系數(shù)50-52
• 4.6 雙參量傳感實(shí)驗(yàn)52-54
• 4.7 本章小結(jié)54-56
• 結(jié)論56-57
• 參考文獻(xiàn)57-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文62-63
• 致謝63

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 朱靖;涂曉波;姚瓊;孟洲;;布里淵動態(tài)光纖光柵及其在分布式傳感中的應(yīng)用[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2012年10期

2 祁春慧;裴麗;郭蘭;吳樹強(qiáng);趙瑞峰;;光纖光柵在微波光子濾波器中的應(yīng)用[J];光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù);2009年02期

  本文關(guān)鍵詞：基于保偏光子晶體光纖中布里淵動態(tài)光柵的傳感研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：444365