在地層能源勘探、開(kāi)發(fā)及油氣儲(chǔ)運(yùn)等領(lǐng)域,實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的獲取多波場(chǎng)地震波信號(hào)、管道偏移(彎曲)量等矢量信息,對(duì)于描述地層結(jié)構(gòu)、評(píng)價(jià)鉆井狀態(tài)和保障工程安全都具有重要意義。光纖布拉格光柵(Fiber Bragg Grating,FBG)憑借其應(yīng)變響應(yīng)靈敏度高、尺寸小、耐腐蝕、抗電磁干擾、易于組網(wǎng)復(fù)用等優(yōu)勢(shì),在以上領(lǐng)域的傳感應(yīng)用中受到了很大的關(guān)注。但是由于傳統(tǒng)FBG自身的幾何對(duì)稱性和波長(zhǎng)解調(diào)的交叉靈敏性,限制了其在矢量振動(dòng)或偏移(彎曲)檢測(cè)方面的應(yīng)用。在本論文的研究中,提出了具有非對(duì)稱幾何結(jié)構(gòu)的新型FBG加工工藝,結(jié)合矢量分析數(shù)據(jù)處理及信號(hào)解調(diào)方法,研制了多種具備矢量應(yīng)變響應(yīng)的FBG傳感器,既保留了傳統(tǒng)普通FBG的特性(強(qiáng)抗干擾能力和高復(fù)用性等性能)、又突破了一些FBG的固有傳感限制(彎曲不靈敏和交叉靈敏等問(wèn)題),旨在解決石油工程行業(yè)等領(lǐng)域所需求的矢量傳感檢測(cè)問(wèn)題。本論文的主要內(nèi)容包括:1.綜述了基于光纖干涉結(jié)構(gòu)和光纖光柵結(jié)構(gòu)的矢量應(yīng)變傳感器發(fā)展現(xiàn)狀。對(duì)比分析了傳統(tǒng)FBG、包層FBG和傾斜FBG的模式耦合特性。論述了幾種常規(guī)的FBG加工制作方法,及紫外激光和飛秒激光寫(xiě)制FBG的主要原理。提出了提高F... 

【文章來(lái)源】：西北大學(xué)陜西省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：116 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

可以將前向傳輸?shù)囊粋�(gè)模式圖2.3.3LPG示意圖。。強(qiáng)烈耦合至同向LPG作為透射式的光柵

較差的反射光譜厘米的太大的傳輸損耗。為了實(shí)現(xiàn)偏芯的柵區(qū)結(jié)構(gòu)，纖的高低位置，為離軸刻寫(xiě)。聚焦位置可以通過(guò)激光經(jīng)過(guò)光纖后的衍射光斑正后方，而在進(jìn)行離軸刻寫(xiě)時(shí)，光斑將產(chǎn)生一定偏離。過(guò)程中，由于柵。相對(duì)于普通圖3.1.2DCF 在刻寫(xiě)DCF刻寫(xiě)狀態(tài)，監(jiān)測(cè)光柵的反射光譜，并且如此長(zhǎng)度的b），在光纖的后方放置一光屏觀察衍射光斑位置，常規(guī)基于飛秒激光器和相位掩模板的光纖光柵刻寫(xiě)系統(tǒng)。II 型光柵的高激光能量刻寫(xiě)方法會(huì)導(dǎo)致光柵過(guò)[90]，所以為了獲取更好的光譜特性，我們利用在刻寫(xiě)前，進(jìn)行了熔接在兩纖的高低位置，將激光的聚焦位置恰好位于FBG 的刻寫(xiě)，偏芯前，進(jìn)行了 15熔接在兩段普通單模光纖（激光的聚焦位置恰好位于FBG天的載氫處理（普通單模光纖（SMF刻寫(xiě)中，聚焦位置偏離光60℃）實(shí)現(xiàn)光路的連太大的傳輸損耗。為了實(shí)現(xiàn)偏芯的柵區(qū)結(jié)構(gòu)，與標(biāo)準(zhǔn)的刻寫(xiě)DCF 內(nèi)芯的上部，10MPDCF，內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的刻寫(xiě)FBG）實(shí)現(xiàn)光路的連標(biāo)準(zhǔn)的刻寫(xiě)為離軸刻寫(xiě)。聚焦位置可以通過(guò)激光經(jīng)過(guò)光纖后的衍射光斑

分別研究了傳感器的線性響應(yīng)和方向性響應(yīng)。首先以0.01 mm的柵區(qū)方位角，因?yàn)楦鶕?jù)圖3.3.3圖 3.3.3為了測(cè)試傳感器2D 平面所產(chǎn)生的位移情況如圖的位移增量，測(cè)試傳感器的線性度響應(yīng)，在此過(guò)程中位移方向控制朝向（a）偏芯FBG（a）給出了傳感器在為了測(cè)試傳感器的方向性響應(yīng)，首先對(duì)傳感器施加第三章 基于偏芯sinL D L 3.2.1反射光譜的線性響應(yīng)，（3.2.1 節(jié)中分析的模場(chǎng)偏移，而且熔接點(diǎn)的耦合效率也在一定的方向性響應(yīng)，首先對(duì)傳感器施加FBG 的三維位移（彎曲）傳感器=cossin2 2( )2 2R d LR RR RL L DR R 小節(jié)中的分析，此時(shí)基模模場(chǎng)相對(duì)于0-0.14 mm353.3.2 所示，在兩個(gè)固定端間隔發(fā)生變R），產(chǎn)生的是軸向的位移變化 d（2 b）偏芯0.14 位移變化范圍內(nèi)的光譜響應(yīng)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]耐高溫光纖光柵的飛秒激光制備及其應(yīng)用研究[D]. 陳超.吉林大學(xué) 2014

碩士論文
[1]飛秒激光制造微型FP光纖傳感器機(jī)理與技術(shù)研究[D]. 李明.中國(guó)科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所） 2008



本文編號(hào)：2903830