發(fā)布時(shí)間：2017-06-23 16:07

  本文關(guān)鍵詞：基于級(jí)聯(lián)長(zhǎng)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(gè)人們關(guān)注的熱點(diǎn),因?yàn)樗鼘?duì)于應(yīng)變、溫度等物理量的敏感性,被普遍地運(yùn)用到了許多領(lǐng)域。由于它能夠?qū)獠ㄟM(jìn)行波長(zhǎng)編碼的特點(diǎn),所以波長(zhǎng)技術(shù)解調(diào)是對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)分析的最主要的途徑。級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵(CLPG)因?yàn)槠渥V型豐富且易于調(diào)節(jié)的特點(diǎn),被廣泛用作各種濾波器等其他器件。課題基于級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵的光譜特性將其作為邊緣濾波器,實(shí)現(xiàn)了對(duì)分布式光纖布拉格光柵傳感信號(hào)的解調(diào),從而測(cè)量出軸向應(yīng)變的變化。本文進(jìn)行的研究工作,主要包括以下幾點(diǎn):(1)詳細(xì)地介紹光纖光柵傳感技術(shù)的發(fā)展與分類,對(duì)光纖光柵解調(diào)技術(shù)和復(fù)用技術(shù)作了詳細(xì)的敘述。對(duì)近些年來(lái)級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵在各個(gè)方面應(yīng)用領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)地介紹。通過(guò)耦合模理論分析了光波在波導(dǎo)中的傳播情況。通過(guò)麥克斯韋方程對(duì)耦合模方程進(jìn)行推導(dǎo),得出光纖光柵布拉格條件以及反射率公式。(2)對(duì)光纖光柵的理論分析方法進(jìn)行了詳細(xì)地闡述,重點(diǎn)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(duì)長(zhǎng)周期光纖光柵的透射譜進(jìn)行了仿真,并通過(guò)改變光柵周期、光柵長(zhǎng)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(duì)長(zhǎng)周期光纖光柵透射譜的影響規(guī)律。(3)介紹了級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵的模式理論及級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵透射譜公式的求解方法,使用Matlab對(duì)級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵的透射譜進(jìn)行了仿真,并通過(guò)改變光柵之間的級(jí)聯(lián)距離、相移量及級(jí)聯(lián)光纖相對(duì)位置分析其對(duì)級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵透射譜特性的影響規(guī)律�？梢钥闯鐾ㄟ^(guò)調(diào)整級(jí)聯(lián)距離、相移量及級(jí)聯(lián)光纖相對(duì)位置等方法能夠靈活控制級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵的輸出光譜,為級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵的應(yīng)用提供了一定的理論指導(dǎo)。(4)對(duì)基于級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵的分布式FBG解調(diào)系統(tǒng)做了詳細(xì)的研究,在傳統(tǒng)的基于長(zhǎng)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(jí)聯(lián)長(zhǎng)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(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵透射譜的多個(gè)線性區(qū)作為邊緣濾波器,同時(shí)使用了一個(gè)多通道的帶通濾波器,實(shí)現(xiàn)了對(duì)軸向應(yīng)變的傳感。對(duì)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(cè)精確度。
【關(guān)鍵詞】：光纖布拉格光柵 級(jí)聯(lián)長(zhǎng)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(cè)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(shí)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(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵的應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀16-17
• 1.5.1 級(jí)聯(lián)長(zhǎng)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(jí)聯(lián)長(zhǎng)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(jí)聯(lián)長(zhǎng)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?jī)?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(zhǎng)周期光纖光柵的理論與仿真30-41
• 3.1 長(zhǎng)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(zhǎng)32
• 3.1.4 傳輸譜32-33
• 3.2 長(zhǎng)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(duì)透射譜的影響34-35
• 3.2.3 光柵長(zhǎng)度對(duì)透射譜的影響35-36
• 3.2.4 折射率調(diào)制深度對(duì)透射譜的影響36-38
• 3.2.5 包層折射率對(duì)透射譜的影響38-40
• 3.3 本章小結(jié)40-41
• 第四章 級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵的理論與仿真41-51
• 4.1 級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵的理論分析41-42
• 4.2 級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵的仿真分析42-49
• 4.2.1 級(jí)聯(lián)距離對(duì)級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵透射譜的影響42-45
• 4.2.2 相移對(duì)級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵透射譜的影響45-48
• 4.2.3 級(jí)聯(lián)光纖相對(duì)位置對(duì)于級(jí)聯(lián)長(zhǎng)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(jí)聯(lián)長(zhǎng)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(xiàn)58-62
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫(xiě)的論文62-63
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目63-64
• 致謝64

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5 牛永昌;饒?jiān)平?冉曾令;胡愛(ài)姿;;新型保偏長(zhǎng)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(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2004年學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2004年

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本文編號(hào)：475573