發(fā)布時間：2017-08-09 08:12

  本文關(guān)鍵詞：基于光纖光柵激光器的溫度傳感器

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【摘要】：光纖布拉格光柵激光器具有效率高、閾值低、結(jié)構(gòu)緊湊、光束質(zhì)量高、可靠性好等諸多優(yōu)點,其在生命科學(xué)、光通訊、磁場傳感、溫度傳感等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。本文主要研究光纖布拉格光柵法布里-珀羅(FBG-FP)腔對連續(xù)波及脈沖激光入射的響應(yīng)、光纖布拉格光柵法布里-珀羅腔衰蕩光譜及其應(yīng)用、基于單波長光纖光柵激光器的溫度傳感器、基于注入式光纖光柵激光器的溫度傳感器及基于雙波長光纖光柵激光器的溫度傳感器。具體研究內(nèi)容包括：1、在忽略FBG(光纖Bragg光柵)非線性效應(yīng)的情況下,研究單模光纖非線性效應(yīng)對FBG-FP(法布里-珀羅)腔輸出特性的影響,導(dǎo)出連續(xù)波及脈沖激光入射時,FBG-FP腔透射率的數(shù)學(xué)表達(dá)式。研究結(jié)果表明：連續(xù)波入射時,FBG-FP腔呈現(xiàn)雙穩(wěn)態(tài)輸出特性；脈沖激光入射時,FBG-FP腔的輸出呈現(xiàn)衰蕩特性,且出現(xiàn)調(diào)制不穩(wěn)定性。2、理論與實驗研究基于脈沖激光入射時光纖布拉格光柵法布里-珀羅腔衰蕩技術(shù)的光纖磁場傳感器。導(dǎo)出輸出電場的一般表達(dá)式,討論了微弱磁場變化對腔衰蕩時間的影響。得知輸出光強與FBG-FP腔衰蕩時間均與外加微弱磁場成反比。理論與實驗研究結(jié)果表明基于FBG-FP腔衰蕩光譜的光纖磁場傳感器的技術(shù)可行性。3、實驗研究摻鉺光纖布拉格光柵激光器的模式競爭現(xiàn)象,實驗研究光纖布拉格光柵的工作溫度對起振模式的影響。研究表明工作溫度變化會影響光纖布拉格光柵中心波長變化,從而影響激光器振蕩模式。實驗數(shù)據(jù)處理得知溫度靈敏度為1.29×10-5/℃。當(dāng)兩光柵的工作溫度為25℃時,輸出功率為-23.69 dBm,激光器的輸出波長為1549.96nm,斜效率為0.006%,閾值功率為154 mW。4、提出并實驗研究基于注入式光纖布拉格光柵激光器波長與時域解調(diào)的溫度傳感器。實驗裝置包括射頻信號調(diào)制的DFB激光器作為注入光,光纖布拉格光柵激光器,光譜分析儀,數(shù)字示波器。實驗測量所提出溫度傳感器的動態(tài)范圍。結(jié)果驗證溫度傳感器溫度測量的技術(shù)可行性。5、搭建實驗裝置并實驗研究基于包含半導(dǎo)體可飽和吸收鏡的雙波長光纖光柵激光器的溫度傳感器。調(diào)Q脈沖的重復(fù)頻率是～17KHz。實驗數(shù)據(jù)得知溫度與雙波長的波峰間隔呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系,當(dāng)工作溫度從-10℃變化到22℃時,測出該溫度傳感器的溫度靈敏度為21 pm/℃。
【關(guān)鍵詞】：溫度傳感器 光纖布拉格光柵 光纖激光器 溫度靈敏度
【學(xué)位授予單位】：長江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN248;TP212.11
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 引言9
• 1.2 光纖光柵法布里-珀羅腔及應(yīng)用9-10
• 1.3 光纖布拉格光柵激光器及應(yīng)用10-13
• 1.4 光纖傳感器概述13-14
• 1.5 光纖溫度傳感器發(fā)展現(xiàn)狀14-16
• 1.6 本文研究內(nèi)容16-18
• 第2章 FBG-FP腔對連續(xù)波及脈沖激光入射的響應(yīng)18-25
• 2.1 FBG-FP腔對連續(xù)波激光入射的響應(yīng)18-19
• 2.2 FBG-FP腔對脈沖激光入射的響應(yīng)19-20
• 2.3 單模光纖非線性效應(yīng)對FBG-FP腔輸出特性的影響20-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 FBG-FP腔衰蕩光譜及應(yīng)用25-31
• 3.1 腔衰蕩光譜25-27
• 3.2 FBG-FP腔衰蕩光譜在光纖磁場傳感器的應(yīng)用27-29
• 3.3 模擬仿真結(jié)果與討論29-30
• 3.4 本章小結(jié)30-31
• 第4章 基于單波長光纖光柵激光器的溫度傳感器31-41
• 4.1 單波長光纖光柵激光器31-36
• 4.2 光纖光柵中心波長對溫度的響應(yīng)36-39
• 4.3 基于單波長光纖光柵激光器的溫度傳感器39-40
• 4.4 本章小結(jié)40-41
• 第5章 基于注入式光纖光柵激光器的溫度傳感器41-47
• 5.1 注入式光纖光柵激光器41-44
• 5.2 基于注入式光纖光柵激光器的溫度傳感器44-46
• 5.3 本章小結(jié)46-47
• 第6章 基于雙波長光纖光柵激光器的溫度傳感器47-51
• 6.1 雙波長光纖光柵激光器47-50
• 6.2 基于雙波長光纖光柵激光器的溫度傳感器50
• 6.3 本章小結(jié)50-51
• 第7章 工作總結(jié)與展望51-53
• 7.1 工作總結(jié)51-52
• 7.2 展望52-53
• 致謝53-54
• 參考文獻(xiàn)54-58
• 個人簡介58-59

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