本文關(guān)鍵詞：級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵單色邊緣濾波傳感解調(diào)研究

  更多相關(guān)文章： 長(zhǎng)周期光纖光柵 透射譜 應(yīng)變特性 溫度特性 解調(diào)

【摘要】：光纖光柵在光纖通信、光纖傳感和光信息處理等領(lǐng)域的應(yīng)用非常重要。根據(jù)折射率調(diào)制周期的長(zhǎng)短可以分為長(zhǎng)周期光纖光柵和布拉格光纖光柵,由于長(zhǎng)周期光纖光柵是同向傳輸?shù)睦w芯基模和包層模式之間的耦合,因此其諧振波長(zhǎng)和損耗峰幅值對(duì)外界的溫度、應(yīng)力、折射率等因素的變化非常敏感,與布拉格光柵相比,長(zhǎng)周期光柵的靈敏度更高,測(cè)量精度會(huì)更高;同時(shí)長(zhǎng)周期光纖光柵是一種透射型光纖光柵,沒(méi)有后向反射,在傳感測(cè)量系統(tǒng)中不需要使用隔離器。但長(zhǎng)周期光纖光柵在傳感方面的應(yīng)用卻遠(yuǎn)不如布拉格光柵,最主要的原因就是沒(méi)有合適的解調(diào)技術(shù),而且長(zhǎng)周期光纖光柵具有較大的損耗峰帶寬,目前對(duì)于長(zhǎng)周期光纖光柵的研究主要是在實(shí)驗(yàn)室,研究出低成本,高性能的解調(diào)儀器是長(zhǎng)周期光柵傳感研究的重點(diǎn)。本文對(duì)于長(zhǎng)周期光纖光柵發(fā)展研究進(jìn)行了大體的概括,從麥克斯韋波動(dòng)方程出發(fā),通過(guò)耦合模式理論對(duì)長(zhǎng)周期光纖光柵進(jìn)行分析研究,長(zhǎng)周期光纖光柵是同向傳輸?shù)哪Ｊ街g進(jìn)行耦合,推導(dǎo)了纖芯基模和包層模式在傳輸過(guò)程中的色散方程,討論不同模式之間的耦合,光纖光柵的諧振波長(zhǎng)等問(wèn)題,利用MATLAB仿真出長(zhǎng)周期光纖光柵透射譜。長(zhǎng)周期光纖光柵對(duì)外界環(huán)境相對(duì)敏感,溫度、應(yīng)力等因素的變化都會(huì)引起纖芯導(dǎo)�；虬鼘幽Ｊ降挠行д凵渎矢淖�,或者是引起光柵周期的變化,從而透射譜就會(huì)發(fā)生變化,諧振波長(zhǎng)發(fā)生偏移,損耗峰值也會(huì)產(chǎn)生變化。通過(guò)分析透射光譜的變化情況可以得到外界溫度、應(yīng)變等參量的變化,從而能夠?qū)崿F(xiàn)傳感目的。針對(duì)長(zhǎng)周期光纖光柵的傳感特性,文章提出了一種基于級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵單色邊緣濾波傳感解調(diào)的方案,通過(guò)將濾波后的透射光強(qiáng)轉(zhuǎn)化為光電探測(cè)器電壓的大小,通過(guò)電壓大小變化還原諧振波長(zhǎng)漂移大小,此方案探測(cè)響應(yīng)頻率比較大,是一種可行的長(zhǎng)周期光纖光柵傳感解調(diào)方案。
【關(guān)鍵詞】：長(zhǎng)周期光纖光柵 透射譜 應(yīng)變特性 溫度特性 解調(diào)
【學(xué)位授予單位】：廣西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN253
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-10
• 第二章 長(zhǎng)周期光纖光柵刻制技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)10-16
• 2.1 CO_2激光逐點(diǎn)寫(xiě)入法10-11
• 2.2 掩模曝光法11-12
• 2.3 腐蝕刻槽法12-13
• 2.4 微透鏡陣列法13
• 2.5 離子束寫(xiě)入法13-14
• 2.6 機(jī)械微彎法14-16
• 第三章 長(zhǎng)周期光纖光柵信號(hào)解調(diào)技術(shù)總結(jié)16-19
• 3.1 基于F-P干涉掃描解調(diào)16
• 3.2 基于陣列波導(dǎo)光柵AWG解調(diào)16-17
• 3.3 邊緣濾波傳感解調(diào)17-19
• 第四章 長(zhǎng)周期光纖光柵理論分析19-41
• 4.1 麥克斯韋波動(dòng)方程19-21
• 4.2 階躍波導(dǎo)理論分析21-31
• 4.2.1 纖芯波導(dǎo)模式理論推導(dǎo)22-26
• 4.2.2 模式特征分析26
• 4.2.3 包層波導(dǎo)模式理論推導(dǎo)26-31
• 4.3 模式場(chǎng)分布31-32
• 4.4 耦合模理論分析32-39
• 4.4.1 模式耦合方程推導(dǎo)32-34
• 4.4.2 模間耦合常數(shù)分析34-36
• 4.4.3 透射率和損耗率推導(dǎo)36-37
• 4.4.4 透射譜損耗峰帶寬計(jì)算37-39
• 4.5 長(zhǎng)周期光纖光柵透射譜計(jì)算仿真39-41
• 第五章 長(zhǎng)周期光纖光柵傳感特性分析41-56
• 5.1 波導(dǎo)色散因子41-45
• 5.2 應(yīng)變傳感有效彈光系數(shù)分析計(jì)算45-50
• 5.3 溫度傳感有效熱光系數(shù)分析計(jì)算50-56
• 第六章 級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵邊緣自濾波解調(diào)方案研究56-60
• 6.1 級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵傳感解調(diào)原理分析56-57
• 6.2 長(zhǎng)周期光纖光柵邊緣濾波光電探測(cè)原理分析57-58
• 6.3 級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵邊緣自濾波傳感解調(diào)方案原理圖58-59
• 6.4 級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵邊緣自濾波解調(diào)技術(shù)總結(jié)59-60
• 第七章 全文總結(jié)與展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 致謝65-66

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