本文關(guān)鍵詞：基于級聯(lián)長周期光纖光柵的分布式FBG解調(diào)系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：光纖布拉格光柵(FBG)傳感器是一個人們關(guān)注的熱點,因為它對于應(yīng)變、溫度等物理量的敏感性,被普遍地運用到了許多領(lǐng)域。由于它能夠?qū)獠ㄟM行波長編碼的特點,所以波長技術(shù)解調(diào)是對其進行檢測分析的最主要的途徑。級聯(lián)長周期光纖光柵(CLPG)因為其譜型豐富且易于調(diào)節(jié)的特點,被廣泛用作各種濾波器等其他器件。課題基于級聯(lián)長周期光纖光柵的光譜特性將其作為邊緣濾波器,實現(xiàn)了對分布式光纖布拉格光柵傳感信號的解調(diào),從而測量出軸向應(yīng)變的變化。本文進行的研究工作,主要包括以下幾點:(1)詳細地介紹光纖光柵傳感技術(shù)的發(fā)展與分類,對光纖光柵解調(diào)技術(shù)和復(fù)用技術(shù)作了詳細的敘述。對近些年來級聯(lián)長周期光纖光柵在各個方面應(yīng)用領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀進行了詳細地介紹。通過耦合模理論分析了光波在波導(dǎo)中的傳播情況。通過麥克斯韋方程對耦合模方程進行推導(dǎo),得出光纖光柵布拉格條件以及反射率公式。(2)對光纖光柵的理論分析方法進行了詳細地闡述,重點介紹了耦合模理論、傳輸矩陣法和傅里葉變換法。用Opti Grating仿真軟件對長周期光纖光柵的透射譜進行了仿真,并通過改變光柵周期、光柵長度、折射率調(diào)制深度、包層折射率幾方面的參數(shù)分析其對長周期光纖光柵透射譜的影響規(guī)律。(3)介紹了級聯(lián)長周期光纖光柵的模式理論及級聯(lián)長周期光纖光柵透射譜公式的求解方法,使用Matlab對級聯(lián)長周期光纖光柵的透射譜進行了仿真,并通過改變光柵之間的級聯(lián)距離、相移量及級聯(lián)光纖相對位置分析其對級聯(lián)長周期光纖光柵透射譜特性的影響規(guī)律�？梢钥闯鐾ㄟ^調(diào)整級聯(lián)距離、相移量及級聯(lián)光纖相對位置等方法能夠靈活控制級聯(lián)長周期光纖光柵的輸出光譜,為級聯(lián)長周期光纖光柵的應(yīng)用提供了一定的理論指導(dǎo)。(4)對基于級聯(lián)長周期光纖光柵的分布式FBG解調(diào)系統(tǒng)做了詳細的研究,在傳統(tǒng)的基于長周期光纖光柵邊緣濾波解調(diào)技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出了基于級聯(lián)長周期光纖光柵的分布式FBG解調(diào)技術(shù)。該解調(diào)技術(shù)是利用級聯(lián)長周期光纖光柵透射譜的多個線性區(qū)作為邊緣濾波器,同時使用了一個多通道的帶通濾波器,實現(xiàn)了對軸向應(yīng)變的傳感。對于采用波分復(fù)用技術(shù)的分布式傳感系統(tǒng),該解調(diào)技術(shù)有效的提高了采樣速率和檢測精確度。
【關(guān)鍵詞】：光纖布拉格光柵 級聯(lián)長周期光纖光柵 邊緣濾波 波分復(fù)用 分布式傳感
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN763;TP212
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-19
• 1.1 引言8
• 1.2 光纖光柵傳感技術(shù)的發(fā)展與分類8-11
• 1.2.1 光纖光柵傳感技術(shù)的發(fā)展8-9
• 1.2.2 光纖光柵的分類9-11
• 1.3 光纖光柵解調(diào)技術(shù)11-14
• 1.3.1 干涉解調(diào)法11-12
• 1.3.2 邊緣濾波法12-13
• 1.3.3 可調(diào)諧濾波器檢測法13-14
• 1.4 光纖光柵的復(fù)用技術(shù)14-16
• 1.4.1 波分復(fù)用系統(tǒng)（WDM）14-15
• 1.4.2 空分復(fù)用系統(tǒng)（SDM）15
• 1.4.3 時分復(fù)用系統(tǒng)（TDM）15
• 1.4.4 混合復(fù)用系統(tǒng)15-16
• 1.5 級聯(lián)長周期光纖光柵的應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀16-17
• 1.5.1 級聯(lián)長周期光纖光柵在濾波應(yīng)用方面的發(fā)展現(xiàn)狀16
• 1.5.2 級聯(lián)長周期光纖光柵在傳感應(yīng)用方面的發(fā)展現(xiàn)狀16-17
• 1.5.3 級聯(lián)長周期光纖光柵在通信應(yīng)用方面的發(fā)展現(xiàn)狀17
• 1.6 選題背景及意義17-18
• 1.7 本課題主要研究內(nèi)容18-19
• 第二章 光纖光柵理論19-30
• 2.1 光纖光柵19-20
• 2.2 光纖光柵理論分析20-29
• 2.2.1 耦合模理論20-26
• 2.2.2 傳輸矩陣法26-27
• 2.2.3 傅里葉（Fourier）變換法27-29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 第三章 長周期光纖光柵的理論與仿真30-41
• 3.1 長周期光纖光柵的模式理論30-33
• 3.1.1 有效折射率和傳輸常數(shù)30-32
• 3.1.2 耦合常數(shù)32
• 3.1.3 諧振波長32
• 3.1.4 傳輸譜32-33
• 3.2 長周期光纖光柵的仿真33-40
• 3.2.1 透射譜的仿真33-34
• 3.2.2 光柵周期對透射譜的影響34-35
• 3.2.3 光柵長度對透射譜的影響35-36
• 3.2.4 折射率調(diào)制深度對透射譜的影響36-38
• 3.2.5 包層折射率對透射譜的影響38-40
• 3.3 本章小結(jié)40-41
• 第四章 級聯(lián)長周期光纖光柵的理論與仿真41-51
• 4.1 級聯(lián)長周期光纖光柵的理論分析41-42
• 4.2 級聯(lián)長周期光纖光柵的仿真分析42-49
• 4.2.1 級聯(lián)距離對級聯(lián)長周期光纖光柵透射譜的影響42-45
• 4.2.2 相移對級聯(lián)長周期光纖光柵透射譜的影響45-48
• 4.2.3 級聯(lián)光纖相對位置對于級聯(lián)長周期光纖光柵透射譜的影響48-49
• 4.3 本章小結(jié)49-51
• 第五章 基于級聯(lián)長周期光纖光柵的分布式FBG解調(diào)系統(tǒng)51-56
• 5.1 解調(diào)原理51-52
• 5.2 解調(diào)系統(tǒng)52
• 5.3 系統(tǒng)仿真52-55
• 5.4 本章小結(jié)55-56
• 第六章 總結(jié)與展望56-58
• 參考文獻58-62
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文62-63
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目63-64
• 致謝64

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 周少玲;長周期光纖光柵的制作技術(shù)[J];光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù);2001年05期

2 李栩輝,夏歷,馮佳,陳向飛,謝世鐘;一種新的長周期光纖光柵制作技術(shù)[J];光學(xué)學(xué)報;2003年03期

3 宋寧,郭曉金,殷宗敏;長周期光纖光柵的分析和優(yōu)化設(shè)計[J];光子學(xué)報;2003年06期

4 魏仁選,何偉,王昌,姜德生;長周期光纖光柵制備技術(shù)研究[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報;2003年06期

5 李志全,王莉,吳飛,黃麗娟;長周期光纖光柵及其組合透射譜的仿真研究[J];光電子技術(shù)與信息;2004年03期

6 饒云江;;長周期光纖光柵研究現(xiàn)狀分析[J];電子科技大學(xué)學(xué)報;2005年S1期

7 王成;張國生;;長周期光纖光柵的制作方法進展[J];傳感器與微系統(tǒng);2007年01期

8 李曉蘭;張偉剛;張珊珊;范弘建;殷麗梅;;引入調(diào)制結(jié)構(gòu)形成的相移長周期光纖光柵研究[J];光學(xué)學(xué)報;2011年06期

9 陳鵬程;;長周期光纖光柵的功率特性[J];光譜實驗室;2011年05期

10 鄒紅波;梁大開;曾捷;李X;周怡妃;;基于級聯(lián)長周期光纖光柵的光纖布拉格光柵解調(diào)系統(tǒng)[J];南京航空航天大學(xué)學(xué)報;2011年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉海濤;楊亦飛;湯樹成;陳建平;;長周期光纖光柵的理論及實驗[A];2003'全國微波毫米波會議論文集[C];2003年

2 董小偉;裴麗;李彬;簡偉;簡水生;;影響長周期光纖光柵的特性參數(shù)及其在通信方面的應(yīng)用[A];全國第十一次光纖通信暨第十二屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會議（OFCIO’2003）論文集[C];2003年

3 牛永昌;饒云江;胡愛姿;陳愛軍;高慶;馬任飛;;長周期光纖光柵帶寬分析[A];中國儀器儀表學(xué)會第六屆青年學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

4 饒云江;;新型長周期光纖光柵及其在光纖通信中的應(yīng)用[A];大珩先生九十華誕文集暨中國光學(xué)學(xué)會2004年學(xué)術(shù)大會論文集[C];2004年

5 牛永昌;饒云江;冉曾令;胡愛姿;;新型保偏長周期光纖光柵的制作與理論研究[A];大珩先生九十華誕文集暨中國光學(xué)學(xué)會2004年學(xué)術(shù)大會論文集[C];2004年

6 嚴明;羅售余;詹黎;張智明;夏宇興;;施加軸向應(yīng)力的啁啾長周期光纖光柵的傳感測量[A];光子科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化——長三角光子科技創(chuàng)新論壇暨2006年安徽博士科技論壇論文集[C];2006年

7 史磊磊;朱濤;陳方元;鄧明;饒云江;;基于旋轉(zhuǎn)折變型長周期光纖光柵對的高分辨率扭曲傳感器[A];中國光學(xué)學(xué)會2011年學(xué)術(shù)大會摘要集[C];2011年

8 崔文濤;劉艷格;邰伯寅;王兵;;基于級聯(lián)長周期光纖光柵的多參量傳感器研究[A];中國光學(xué)學(xué)會2010年光學(xué)大會論文集[C];2010年

9 裴麗;董小偉;李彬;簡偉;簡水生;;聚合物包層長周期光纖光柵特性及應(yīng)用[A];全國第十一次光纖通信暨第十二屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會議（OFCIO’2003）論文集[C];2003年

10 王德法;陳冠群;施解龍;陳園園;;相移長周期光纖光柵的透射譜特性及其切趾[A];全國第十二次光纖通信暨第十三屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊蕊竹;長周期光纖光柵的特性及傳感應(yīng)用的研究[D];吉林大學(xué);2012年

2 李秋順;基于消失波的長周期光纖光柵化學(xué)傳感[D];吉林大學(xué);2009年

3 姜明順;長周期光纖光柵理論及傳感技術(shù)研究[D];山東大學(xué);2010年

4 王彥;長周期光纖光柵在智能結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用研究[D];南京航空航天大學(xué);2008年

5 王雪;雙芯長周期光纖光柵制備方法及特性研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

6 宋世德;長周期光纖光柵的特性及傳感應(yīng)用研究[D];大連理工大學(xué);2006年

7 白志勇;新結(jié)構(gòu)型長周期光纖光柵制作及特性研究[D];南開大學(xué);2014年

8 王義平;新型長周期光纖光柵特性研究[D];重慶大學(xué);2003年

9 苗飛;基于飛秒激光的長周期光纖光柵制備及其傳感特性研究[D];山東大學(xué);2012年

10 朱濤;特種長周期光纖光柵基礎(chǔ)研究[D];重慶大學(xué);2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 周兵;長周期光纖光柵在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中的應(yīng)用研究[D];南京航空航天大學(xué);2008年

2 朱烙，

本文編號：475573